三相变流器改进空间矢量电流控制方法的研究与实现

摘要

如今随着电力电子技术的发展，三相变流系统已经应用于各类场合中。对于三相boost电压型变流器，大多数控制方法不能同时满足高功率因数、低开关损耗、简便实施性。本文针对当前三相变流器控制方法所存在的问题和缺陷，提出了一种改进的空间矢量电流控制方法，此方法简便易行，而且同时能够达到高功率因数和低开关损耗的目的。
　　 本文在查阅大量文献的基础上，首先对三相boost电压型变流器及其控制方法作了全面地概述，对当今的滞环电流控制和空间矢量电流控制做了简要地分析。随后通过分析简便空间矢量电流控制，说明了此方法的实用性和优越性，但仍存在不完美之处：对于动态阶段，当误差电流较大时，在电流跟踪性能方面还存在改进余地；对于稳态阶段，由于控制滞后性的影响，网侧电压电流会发生相移。于是，本文提出了针对此方法的改进方案，当误差电流较大时会更换控制策略，进而提高动态性能；增加指令电流的预测环节以补偿控制滞后性导致的偏差，进而提高稳态性能。同时，本文通过详细推导，从理论角度说明了此方法的特点及优点。为了从实际角度验证所述理论，本课题搭建了一台试验样机，并描述了其软硬件设计方案，运用DSP作为处理器，IGBT作为开关器件。最终，通过大量实验结果，充分验证了此改进方法优于传统方法，并与所述理论相一致。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 三相变流器概述

1.1.1 变流器的发展及趋势

1.1.2 变流器主要用途

1.1.3 三相变流器主要分类

1.2 国内外发展现状

1.3 本课题研究的目的及意义

1.4 本课题主要内容及创新点

第二章 三相电压型交流器原理概述

2.1 三相boost电压型变流器拓扑结构

2.2 三相电压型变流器系统建模

2.2.1 三相静止坐标系数学模型

2.2.2 dq旋转坐标系数学模型

2.3 三相电压型变流器控制方法概述

第三章 三相电压型变流器传统电流控制方法

3.1 滞环电流控制方法

3.1.1 传统滞环电流控制

3.1.2 基于空间矢量的滞环电流控制

3.1.3 滞环宽度的选择

3.2 空间矢量电流控制方法

3.2.1 空间矢量的一般问题讨论

3.2.2 空间矢量电流控制

3.3 简便空间矢量电流控制方法

第四章 改进空间矢量电流控制方法

4.1 动态性能改进策略

4.1.1 控制原理

4.1.2 指令电压V*的求法

4.1.3 参数()的求法

4.2 稳态性能改进策略

4.3 实现方法

第五章 实验方案设计

5.1 硬件系统设计

5.1.1 主电路设计

5.1.2 主电路系统参数设计

5.1.3 控制电路设计

5.2 软件系统设计

5.2.1 软件系统参数设置

5.2.2 软件系统结构

第六章 实验过程及结果分析

6.1 实验过程

6.2 实验结果及分析

6.2.1 开关频率2kHZ下的实验结果

6.2.2 开关频率5kHZ下的实验结果

第七章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢