三相電壓型PWM整流器設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

湖南工程學(xué)院（論文）畢業(yè)設(shè)計題目：三相電壓型PWM整流器設(shè)計院系：電氣信息學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：導(dǎo)師姓名：完成日期：2011年6月誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）中的所有內(nèi)容均真實、可信。作者簽名：日期：年月日

畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目：三相電壓型PWM整流器設(shè)計姓名劉秀峰院系電氣信息學(xué)院專業(yè)電氣工程班級0705學(xué)號200701010513指導(dǎo)老師林友杰職稱講師/博士教研室主任謝衛(wèi)才基本任務(wù)及要求：掌握整流器的類型和控制方法。設(shè)計三相電壓型PWM整流器，設(shè)計內(nèi)容如下：1、PWM整流器控制策略；2、輸出電壓可調(diào)的PWM整流器的方案實現(xiàn)；3、PWM整流器的建模仿真；設(shè)計要求：1、提出完整的PWM整流器控制策略；2、有較詳細(xì)硬件實現(xiàn)及元器件選擇方案。3、建模、仿真與驗證。進(jìn)度安排及完成時間：1、1月3日～12、3月203、4月21日～4、5月21日～5、6月6日～66、6月11日目錄TOC\o"1-3"\u摘要 )在這里，設(shè)定直流側(cè)母線電壓在由空載到滿載擾動時允許的電壓下降百分比為12%，則直流側(cè)電容的取值為C≥7495.537μF時，就能滿足三相電壓型PWM整流器的直流側(cè)電壓抗擾動要求。另外，從體積、價格方面考慮，在這里，本文對直流側(cè)電容的取值為7500μF。4.2驅(qū)動及保護(hù)電路的設(shè)計由于智能功率模塊IPM內(nèi)置IGBT的驅(qū)動電路，只要將光耦合器的輸出連接到IPM的驅(qū)動信號輸入即可。在這里需要注意的是，光耦合器輸出側(cè)的控制電源三個上橋臂需要三個相互隔離的三個，下橋臂三個開關(guān)管的驅(qū)動控制電源共用一個即可。本文所采用的智能功率模塊具有下臂報警功能，在過流、短路、控制電源欠壓及過熱時，起報警保護(hù)作用。4.3本章小結(jié)本章在對三相電壓型PWM整流器原理及控制策略進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對整個三相電壓型PWM整流器系統(tǒng)的仿真，進(jìn)行了系統(tǒng)的部分硬件設(shè)計，本章所做的主要工作有：1.電路參數(shù)設(shè)計；2.功率開關(guān)器件的選擇設(shè)計；3.交流側(cè)電感的設(shè)計；4.直流側(cè)電容的設(shè)計；5.驅(qū)動及保護(hù)電路的設(shè)計。結(jié)束語近年來，三相PWM技術(shù)作為一種積極而有效的諧波抑制方法，已成為電力電子技術(shù)的一個研究熱點。三相電壓型PWM整流器因其具有輸入電流正弦性好，可獲得高功率因數(shù)等特性，是目前電力電子領(lǐng)域中被廣泛研究的課題之一。本文對三相電壓型PWM整流器進(jìn)行深入理論分析，并研究其控制策略，進(jìn)行了系統(tǒng)的仿真，設(shè)計了正相電壓型PWM整流器硬件系統(tǒng)，具體結(jié)論如下：1.根據(jù)三相電壓型PWM整流器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析了PWM整流器的基本原理，然后在介紹了等量坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)上，深入研究了三相電壓型PWM整流器的空間電壓矢量脈寬調(diào)制控制方法，進(jìn)行了三相電壓型PWM整流器的PI控制調(diào)節(jié)器的設(shè)計。2.進(jìn)行了三相電壓型PWM整流器系統(tǒng)的仿真研究，建立了主電路、空間電壓矢量PWM控制模塊及PI控制調(diào)節(jié)器的仿真模型，然后進(jìn)行了三相電壓型PWM整流器整個系統(tǒng)的仿真。仿真結(jié)果表明，本文所建立的仿真模型是正確的，控制策略可行，PI控制調(diào)節(jié)器響應(yīng)速度快、超調(diào)小，具有實用性；采用本文所提出的控制方法，三相電壓型PWM整流器實現(xiàn)了高功率因數(shù)運行，對實際設(shè)計具有參考指導(dǎo)意義。3.在對三相電壓型PWM整流器原理及控制方法進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對整個三相電壓型PWM整流器系統(tǒng)的仿真，對系統(tǒng)進(jìn)行了部分的硬件設(shè)計?？傮w來說，本文設(shè)計的三相電壓型PWM整流器實現(xiàn)了高功率因數(shù)運行，消除了傳統(tǒng)意義上的整流電路中存在諧波含量大、功率因數(shù)低等問題，實現(xiàn)了功率因數(shù)控制，實現(xiàn)了整流器直流側(cè)母線電壓可調(diào)且可以穩(wěn)定控制，具有良好的工程實用價值。參考文獻(xiàn)張崇巍,張興等.PWM整流器及其控制.北京:機械工業(yè)出版社,2005.王久和.電壓型PWM整流器的非線性控制.北京:機械工業(yè)出版社,2008.王兆安,劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2009.張強.基于的三相電壓源型整流器系統(tǒng)設(shè)計[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2003.賀益康許大中電機控制.杭州:浙江大學(xué)出版社,2010.SangshinKawaka,HumidA.Tolima.DesignandRatingComparisonsofPWMVoltageSourceRectifiersandActivePowerFiltersforACDriveswithUnityPowerFactor.IEEETransactionsonPowerElectronics,2005,20(5):1133-1142.趙振波,許伯強,李和明,高功率因數(shù)PWM整流器綜述.華北電力大學(xué)學(xué)報,2002,29(4):36-40.武志賢,蔡麗娟,湯酉元.三相高功率因數(shù)整流器的研究現(xiàn)狀及展望.電氣傳動,2005,35(2):3-7.RumsonWu,Shahs’B.DeWine,GordonRSalmon.AnalysisofanAc-to-DcVoltageSourceConverterUsingPWMwithPhaseandAmplitudeControl.IEEETransactionsonIndustryApplications,1998,27(2):355-364.Dixon,J.W.,Boon-TackPoi.IndirectCurrentControlofaUnityPowerFactorSinusoidalCurrentBoostThree-PhaseRectifier.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,1998,35(4):508-515.熊鍵,康勇，段善旭,陳堅.三相電壓型PWM整流器控制技術(shù)研究.電力電子技術(shù),1999,(2):5-7.Chin-TsaiPan,Jen-JonShish.NewSpace-VectorControlStrategiesforThree-PhaseStepUp/DownAC/DCConverter.IEEETransectionsonIndustrialElectronics,2000,47(1):25-34.Churn-LinChen,Chef-MingLee,Ro-JinTux,andGun-KiangHong.ANovelSimplifiedSpaceVector-ModulatedControlSchemeforThree-PhaseSwitch-ModeRectifier.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,1999,46(3):512-516.楊旭,王兆安.一種新的準(zhǔn)固定頻率的滯環(huán)PWM電流控制方法.電工技術(shù)學(xué)報,2003,18(3):24-28.ThomasG.Habet1er.ASpaceVector-BasedRectifierRegulatorforAC/DC/ACConverters.IEEE-TransactionsonPowerElectronics,1993,8(1):30-36.王久和,李華德.一種新的電壓型PWM整流器直接功率控制策略.中國電機工程學(xué)報,2005,25(16).47-52.王久和,李華德,李正熙.電壓型PWM整流器直接功率控制技術(shù),電工電能新技術(shù),2004,23(3):64-67.MariasMalinowskiMarianP.Kazmierkowski,StefanHansen.Virtual-Flux-BasedDirectPowerControlofThree-PhasePWMRectifiers.IEEETransactionsonIndustryApplications,2001,37(4):1019-1027.王久和,張金龍,李華德.電壓型PWM整流器直接功率控制系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計.北京科技大學(xué)學(xué)報,2006,28(11):1091-1095.張純江,王英,趙清林,劉彥民.基于DSP三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)設(shè)計.電力電子技術(shù)2002,36(6):45-47.伍小杰,羅悅?cè)A,喬樹通.三相電壓型PWM整流器控制技術(shù)綜述.電工技術(shù)學(xué)報,2005,20(12):7-12.陶永華.新型PID控制及其應(yīng)用.第二版,機械工業(yè)出版社,2002:1-30.盧劍濤,王耀南,陳繼華.基于電壓空間矢量的三相PWM整流器控制研究.通信電源技術(shù),2005.22(2):14-17.劉志華,康現(xiàn)偉,于克訓(xùn).SVPWM整流器的三種矢量合成方法及其比較.電氣傳動自動化,2005,27(2):31-34.朱俊杰,王輝,聶衛(wèi)民.三相PWM高功率因數(shù)整流器控制技術(shù)綜述.湖南工程學(xué)院學(xué)報,2004,14(3):19-22.馬小珍,徐金榜,萬淑蕓.一種改進(jìn)的PWM整流器空間矢量控制算法.華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,33(2):50-53.黃科元,賀益康.三相PWM整流器空間矢量控制的全數(shù)字實現(xiàn).電力電子技術(shù),2003,37(3):79-82.馮勇.現(xiàn)代計算機控制系統(tǒng).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997:158-192.KimHmongAnt,GregoryChong,YenLi.PIDControlSystemAnalysisDesignandTechnology.IEEETransactionsonControlSystemsTechnology,2005,13(4):559-576.胡學(xué)芝.三相電壓型PWM整流器建模與仿真.船電技術(shù),2005,(6):17-19.朱俊杰,王輝,聶衛(wèi)民.基于矢量控制的PWM整流器SIMULINK建模與仿真.信息技術(shù),2004,28(2):1-4.史偉偉,蔣全,胡敏強,唐國慶,蔣平.三相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型和主電路設(shè)計.東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2002,32(1):50-55.王建良,吳冰.PWM整流器中支撐電容的研究.電氣傳動,2006,36(6):37-39.趙金,徐金榜,羅泠,萬淑蕓.新可逆PWM整流器主電路參數(shù)設(shè)計仿真.華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,32(2),38-40.屈莉莉,秦憶,楊兆華.三相PWM高頻整流器主電路參數(shù)選擇.東北電力技術(shù).2002,(1):41-43.余相旭,熊宇.三相電壓型低諧波PWM整流器主電路參數(shù)間的關(guān)系.電氣傳動.2003,(5):19-21.王立欣,張寧,靳剛.VSR直流側(cè)濾波電容的計算及實驗分析.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,38(1):63-66.致謝本課題所有的研究工作是在指導(dǎo)老師林友杰博士的耐心指導(dǎo)下逐步按步驟完成的。首先，我要感謝我畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師林友杰博士。本課題從課題開選到現(xiàn)在歷時大半年，也是我在大學(xué)校園中最后一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識。期間，在林老師的指導(dǎo)