單相PWM整流器dq變換的控制方法研究.pdf

1、PWM整流器由于具有輸入電流正弦化與功率因數(shù)可控的特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于電能變換系統(tǒng)中作為交流到直流功率的轉(zhuǎn)換單元，其性能直接決定了變換器前后級(jí)的電能質(zhì)量，特別是在新能源發(fā)電和電動(dòng)汽車充電領(lǐng)域中，輸入與負(fù)載隨機(jī)性大范圍波動(dòng)，對(duì)其穩(wěn)態(tài)性能與穩(wěn)定性要求更高，如此對(duì)PWM整流器的控制提出了新的設(shè)計(jì)要求。基于此，本論文主要研究單相PWM整流器dq坐標(biāo)變換的控制策略，探索一種模擬電路實(shí)現(xiàn)的控制方式以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，此外，分別從控制方式和控制策略的角

2、度出發(fā)以改進(jìn)單相PWM整流器dq坐標(biāo)變換的控制，使系統(tǒng)其具有更佳的工作性能，具體完成的主要研究工作及成果歸納如下。
　　首先，對(duì)于單相 PWM整流器的控制結(jié)構(gòu)，通常采用數(shù)字控制的方式以實(shí)現(xiàn)dq坐標(biāo)變換，由此引入了AD采樣的量化誤差和計(jì)算延時(shí)從而影響系統(tǒng)控制性能。基于此，設(shè)計(jì)了一種坐標(biāo)變換的模擬實(shí)現(xiàn)電路，由全通濾波器實(shí)現(xiàn)周期正弦信號(hào)的延時(shí)，結(jié)合運(yùn)算放大器構(gòu)成的運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換，應(yīng)用該電路實(shí)現(xiàn)了單相PWM整流器dq坐標(biāo)系下的雙環(huán)控

3、制，進(jìn)一步分析了系統(tǒng)模型與控制結(jié)構(gòu)并給出了補(bǔ)償器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。最后，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模擬電路設(shè)計(jì)的有效性。所提的模擬坐標(biāo)變換電路具有普遍性，同樣適用于其它坐標(biāo)變換的控制策略中，為在dq坐標(biāo)系下所構(gòu)建的控制策略提供了一種簡(jiǎn)單有效的模擬電路實(shí)現(xiàn)方案法。
　　其次，由于數(shù)字控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于改變控制參數(shù)與控制結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)了單相PWM整流器的數(shù)字控制系統(tǒng)，以DSP處理器TMS320F28335為主控芯片，并給出了系統(tǒng)具體的硬件電路設(shè)

4、計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了單相 PWM整流器 dq變換雙環(huán)模擬控制的數(shù)字化。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了單相PWM整流器dq變換雙環(huán)數(shù)字控制的可行性。本部分工作所設(shè)計(jì)的數(shù)字控制系統(tǒng)為單相PWM整流器的一般系統(tǒng)，可更加靈活的調(diào)整控制參數(shù)和控制結(jié)構(gòu)。
　　最后，針對(duì)單相PWM整流器雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)當(dāng)負(fù)載大范圍波動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能帶來(lái)較大影響甚至出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況提出了單相 PWM整流器 dq變換Lyapunov控制策略，將Lyapunov穩(wěn)定性理