三相有源功率因数校正电路的研究

摘要

能源是人类活动的物质基础。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题,这威胁着人类的生存与发展。而电能是能源中使用最普遍、最洁净的能源,怎样更有效的使用电能早已引起世界各国的重视。然而我国在20世纪90年代高能耗产品的耗能量高于发达国家12％~55%,然而能源综合利用的效率却仅为32%,对我们来说提高能源利用率已迫在眉睫。功率因数的提高可以降低用电设备对电网的污染,有效改善电网环境,提高能源的利用率。三相PFC电路应用越来越广泛,且其工作机理复杂,使其应用受限,因此成为学者专家研究的热点。
　　本课题系统分析了三相APFC电路的各种拓扑结构,通过对APFC的工作原理的分析,进一步改进了三相双开关拓扑结构,并且通过 saber软件对实验进行仿真分析,得出该结构的合理性和可行性,并做了系统的设计。具体工作如下:
　　首先,总结分析了三相APFC各种拓扑结构的基本工作原理,及其优缺点;分析了三相电压型APFC的各种控制方法,电压型控制和电流型控制区别与联系,及其作用和应用;本文对数字控制也进行了深入研究,分析了PI、PD和PID控制调节器的原理及数字实现方法。
　　其次,利用saber软件对三相双开关APFC系统的仿真研究,建立主电路及PI控制调节器的仿真模型,进行了三相电压型 APFC系统的仿真;在对三相双开关APFC工作原理及控制方法进行深入分析的基础上,根据对三相APFC系统的仿真,进行系统的硬件设计。
　　最后,根据本文所提出的三相双开关整流器的实现方法,进行三相APFC的系统软件设计,主要包括主程序、中断服务处理程序的设计。

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第一章 绪论

§1.1 课题的意义

§1.2 谐波电流的危害及其标准

§1.3 本课题所作的工作

第二章 三相功率因数校正的基本原理及控制方法

§2.1三相功率因数校正的基本原理

§2.2 功率因数校正的基本控制方法

§2.3 软开关技术

§2.4三相PFC的研究热点

§2.5本章小结

第三章 三相双开关APFC技术的研究

§3.1三相双开关APFC电路分析

§3.2 三相双开关APFC电路的仿真分析

§3.3本章小结

第四章 基于DSP双开关APFC功率因数校正电路的研究

§4.1数字信号处理器（TMS320F2812DSP）简介

§4.2系统结构

§4.3主电路设计

§4.4信号检测电路设计

§4.5软件设计

§4.6 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果