三相电压PWM整流器的稳态分析及主电路设计

三相电压PWM整流器的稳态分析及主电路设计

一、三相电压PWM整流器的稳态分析和主电路设计(论文文献综述)

李宏城[1](2021)在《基于DSP28335的双向AC/DC变流器设计研究》文中指出随着新能源发电以及微电网技术的不断深入发展,交直流混合微电网以结构灵活、供电可靠性高、电能质量优异等优势,近年得到众多专家和学者的关注。三相电压型双向AC/DC变流器是连接交、直流子网的桥梁,是实现混合微电网潮流控制的核心。三相电压型双向AC/DC变流器不仅可以工作于单位功率因数整流状态,也可以灵活改变逆变并网功率特性,实现电能双向传输,具有动态响应迅速、直流整流电压质量高、电网谐波干扰小等显着优势。本论文从不确定模型建立分析、样机系统设计、弱抖振强扭曲算法仿真、背靠背实验系统构建、四象限运行特性测试与分析等不同侧面,深入开展理论和实验研究,详细介绍了10 k W三相电压型双向逆变器样机的设计方法和运行特性。研究成果具有重要的理论研究和工程设计指导意义。在模型建立及控制算法层面。在深入分析不同坐标系下系统动态模型基础上,考虑物理参数的不确定性及外部扰动,建立了三相电压型双向AC/DC变流器非线性不确定性模型。为提高系统动态稳定控制性能,通过引入双曲正切函数,有效抑制了传统符号函数引起的控制抖振,以实现对系统的弱抖振强扭曲控制。通过构建仿真模型,开展负载突变及物理参数摄动仿真对比,验证了所提控制算法的优越特性。在双向AC/DC样机设计层面。通过详细分析无源器件(滤波电感、滤波电容)参数设计和选型、关键功能单元电路设计、控制软件流程设计等内容,全面介绍了10 k W功能样机的设计方法。样机设备选用TI公司DSP28335型芯片作为主控制器,采用CPLD可编程逻辑控制器构建多功能保护系统,通过差分采集及光耦隔离驱动电路,最终实现系统的稳定可靠运行。为实现样机系统的灵活控制实验,设计了上位机实验软件系统,并通过通信接口实现可靠互联互通。在测试实验环境构建及实验结果分析层面。基于设计的两台10 k W样机设备,搭建了背靠背实验系统。一台工作于整流状态,另一台工作于逆变状态。通过上位机界面改变输入有功、无功电流分量,全面测试和分析逆变器的四象限运行特性。利用Matlab软件对测试数据进行了分析,详细分析了传导谐波干扰的影响。实验结果表明,系统在整流状态下可以输出稳定的直流电压,且纹波很小;在逆变状态下可以输出高度正弦化的电流波形,满足并网要求。

郑启圣[2](2021)在《基于模型预测控制的三相电压型PWM整流器研究》文中提出随着经济的发展,电能在社会能源消费中的比重逐渐增大,对电能的电压、频率、电流畸变率及稳定性的要求也逐步提高。整流器作为一种重要的变流装置,与电网频繁地进行能量交换,其产生的谐波与无功损耗会降低用电效率与电能质量。因此减少整流装置对电网的污染成为了热门的话题。PWM整流器因其优越的变流能力,在各种电能变换场合得到了广泛的应用,是电力电子领域的研究热点。本文以三相两电平电压源型PWM整流器为研究对象,详细对其控制策略展开研究。首先,本文根据三相两电平电压型PWM整流器的工作原理,建立了数学模型,并引入模型预测控制算法。根据模型预测算法的工作原理和特性,分析比较了预测步数对控制效果的影响。针对模型预测控制算法中存在的延时问题,分析了延时误差对系统控制的影响,并采用两步预测补偿法对延时误差进行补偿,可有效降低网侧电流谐波。其次,多步模型预测控制的寻优过程归结到数学领域为混合整数优化问题。当预测步数增加时,求解时间会随着整数优化变量个数的增加呈指数倍增长,因此需要寻找一种优化方法提高求解效率。分支界定法作为求解混合整数优化的重要算法,可以减少求解过程中备选项的数量。本文采用分支界定法中的球形译码算法,对多步模型预测的寻优过程进行求解,通过对数学模型的推导,对价值函数进行数学形式上的转换,以适应球形译码算法的求解形式,减少了滚动优化过程的寻优次数,大幅削减了运算量,提高了处理器的运算效率。此外,通过将球形译码控制算法和两步预测补偿法相结合,可明显改善三相电压型PWM整流器的网侧电流质量,在降低开关频率的同时,实现更多步数的预测控制。最后,在Matlab/Simulink中构建仿真模型,并搭建了实验平台,详细介绍了硬件电路和软件设计。通过仿真与实验分析对比,验证了本文所提出的控制策略的有效性和可行性。该论文有图52幅,表2个,参考文献100篇。

杨士洋[3](2021)在《电动汽车车载集成充电系统及其控制研究》文中研究表明随着目前化石燃料短缺与社会环境污染问题的加剧,因使用清洁能源而具有零排放优点的纯电动汽车在全球得到了越来越多的关注。而车载充电器作为电动汽车最重要的组成之一,保证了电网与电动汽车电池之间的能量转换。因此,研究其制造成本、控制策略、安全性能以及充电效率等问题对今后电动汽车的发展具有重要的指导意义。基于此,本文针对电动汽车车载集成充电系统的电路拓扑以及控制策略进行深入研究,提高电动汽车充电系统的集成度和充电效率,具备多种工作模式并简化其相应的控制策略。首先,本文对电动汽车发展背景和车载充电系统的结构进行了分析,在研究了车载充电器拓扑和V2G(Vehicle-to-Grid)、V2H(Vehicle-to-Home)等技术背景和发展现状后,设计了一种电动汽车车载集成充电系统的电路拓扑。在此基础上,对充电系统中不同的电路进行工作原理和能量流动的分析,介绍了系统中不同的工作模式以及相应的控制开关状态。然后,对系统中不同工作模式的控制策略进行了研究。在G2V(Grid-toVehicle)和V2G模式下,提出基于三相PWM整流器的预测直接功率控制的新型整体控制策略,对传统的控制策略进行了改进,简化G2V/V2G模式的控制策略并提高了充放电效率。对于V2H模式,鉴于三相PWM整流器的双PI控制策略,在dq旋转坐标系下使用PI调节器控制输出单相电压的幅值与频率,满足家庭负载的电压需求。在辅助电池充电的T2A(Traction Battery-to-Auxiliary Battery)模式下,双向半桥DC/DC变换器使用电流预测控制代替电流内环PI控制,简化电池的恒压恒流控制策略,提高电池充电的动态响应速度。最后,对整个电动汽车充电系统的软硬件进行设计,主要包括了主电路中的功率器件、控制电路以及DSP软件程序。在此基础上,通过Simulink软件的仿真平台以及样机实验平台,从稳态特性和动态特性两个方面对集成充电系统以及不同的控制策略进行验证,仿真与实验结果均表明所提出的电路拓扑与控制策略可以完成相应的工作模式。该论文有图77幅,表7个,参考文献89篇。

刘铭鑫[4](2020)在《电网不平衡时有源功率解耦型PWM整流器控制研究》文中研究表明三相PWM整流器具有网侧电流正弦化、功率因数高、直流侧电压可调和能量双向传输等优良性能,在交流电机传动、电能质量控制、可再生能源并网等领域得到了广泛应用。在实际电力系统中,电网不平衡现象时常发生,这给PWM整流器安全稳定运行提出了较大挑战。电网不平衡时三相PWM整流器传统拓扑结构由于控制自由度有限,难以实现交流侧控制性能(三相电流对称且正弦化)和直流侧控制性能(直流侧电压稳定无二次谐波)的兼顾。有鉴于此,本文提出一种基于有源功率解耦技术的三相电压型PWM整流器拓扑结构,并给出了直接电流控制策略和模型预测控制策略两种实现方案。本文首先建立了有源功率解耦型三相PWM整流器主电路和有源功率解耦电路的数学模型。在所建模型基础上,推导得出电网不平衡时三相PWM整流器的交直流侧功率方程,分析了此时系统控制自由度受限的问题,进而阐释了有源功率解耦电路引入的必要性。此外,本文还分析了有源功率解耦电路可实现PWM整流器不平衡工况下交流侧和直流侧性能兼顾的工作原理。针对三相PWM整流器的主电路和有源功率解耦电路,本文从二者独立控制和统一化控制两个角度,分别设计了直接电流控制策略和模型预测控制策略。直接电流控制策略在两相同步旋转坐标系下进行设计,主电路工作于交流侧负序电流抑制控制方式,有源功率解耦电路工作于直流侧二次谐波电压抑制控制方式,该方案可在幅值不平衡工况下实现整流器交流侧和直流侧性能的兼顾。为提高控制算法集成度,本文进一步提出了基于模型预测控制的整流器主电路和有源功率解耦电路统一化控制策略,将交流侧和直流侧的控制目标统一描述在同一个目标函数之中,简化了系统实现。由于该控制策略在两相静止坐标系下进行设计,因此在幅值和相位不平衡条件下均可实现交流侧和直流侧性能的兼顾。此外,本文还建立了3kVA有源功率解耦型PWM整流器实验平台,完成了主电路/有源功率解耦电路、控制电路以及交流侧/直流侧电压电流检测电路的设计,并进行了单元测试实验,为后续实验研究奠定了良好基础。本文仿真实验结果表明,所提出的有源功率解耦型三相PWM整流器及相应控制策略,可实现整流器的高功率因数运行(每相功率因数0.95以上,电流THD小于5%),并且在单相电压跌落、两相电压跌落和相位不平衡等多种电网不平衡工况下,均可实现三相电流对称/正弦化与直流侧电压稳定无二倍频波动的兼顾,提高了PWM整流器在复杂工况下的运行性能和工作稳定性。

李林蔚[5](2020)在《基于变换器串并联的交直交牵引变电所拓扑结构与控制技术研究》文中研究说明牵引负荷的单相性、非线性和冲击性,导致电气化铁路存在无功、谐波和负序等电能质量问题。这些电能质量问题将会影响电网的正常运行,降低其供电质量。此外,分相区的存在使得列车不能连续取流,造成牵引力的损失,降低了列车的运行速度,从而影响铁路的运量。这些问题在交流电气化铁路诞生之初就存在,但在其快速发展的当今社会,电能质量和电分相问题日益突出。传统方案的治理效果并不理想,且无法取消电分相。基于有源补偿器的同相供电系统虽然能够解决电能质量问题,但理论上只能取消变电所出口处的电分相,无法实现牵引网全线贯通。随着电力电子技术的发展,交直交牵引变电所为电能质量以及电分相问题提供了解决思路,且展示出良好的前景。交直交牵引变电所可以对电能质量问题进行综合解决,且支持贯通式同相供电,彻底取消分相区,有效调度负荷潮流。国内外研究人员针对交直交牵引变电所,在拓扑和控制方面作出了大量研究,其中以德国和日本最具代表性。但其所做研究均是基于各自国家电气化铁路的特点进行的探索,并不适合我国国情。结合我国电气化铁路的实际情况,本文提出了一种基于变换器串并联的交直交牵引变电所方案,来解决电气化铁路的电能质量和电分相问题,在拓扑结构、控制策略、并网运行等方面进行了研究和探索,并对方案的可行性和正确性进行了仿真和实验验证。首先,结合我国电气化铁路的特点及现有解决方案的缺陷,提出了一种基于变换器串并联的交直交牵引变电所主电路拓扑。对牵引变电所拓扑进行了详细论述,介绍了各部分的结构与功能,并对功率模块性能进行了分析。该拓扑在电气化铁路中应用具有诸多优势。三相对称的特性适合解决负序问题;输出侧的串并联结构使得该方案可使用低电压小电流应力的开关器件应用于高电压、大电流场合,节省了成本;模块化的设计使得系统具有冗余和容错能力,便于维护和管理。控制系统简单,便于工程应用。对主电路进行了设计,并将所提方案与现有方案在成本、经济效益、整体性能、器件数量,控制系统复杂度等方面进行了对比,突出了其优越性。其次,提出了交直交牵引变电所的控制方案,解决了该交直交系统在电气化铁路中应用的特殊性问题。结合牵引负荷特性及系统控制目标,设计了整体控制方案。研究了输入侧参数最优化设计整定问题,提出了基于牵引负荷特性的输入侧控制策略。对于直流环节的二次脉动,分析了传统数字滤波器在牵引供电场合中应用中存在的缺陷,设计了适用于电气化铁路的直流环节数字滤波器。针对输出侧串并联结构,考虑牵引负荷的非线性和冲击性,确定了级联逆变器的输出电压控制策略和并联结构环流抑制方法。仿真结果表明,该方案可以很好地解决电气化铁路的电能质量问题,且具有良好的输出性能。第三,提出了交直交牵引变电所的并网控制策略。考虑牵引网阻抗的特殊性,对传统下垂控制模型进行了改进。结合主电路结构,提出了基于牵引网阻抗特性的变电所并网运行策略。仿真结果表明,可实现交直交牵引变电所和牵引负荷的“即插即用”,并网过程无冲击,动态性能良好,并可自动分配负荷潮流。此外,牵引网电压水平可得到提升,且变电所内输出侧均流效果较好。最后,基于所提方案研制了实验样机。制作了主电路结构与控制系统,并基于样机进行了实验验证。实验结果验证了所提方案的可行性和正确性。

葛孟超[6](2020)在《笼型感应电机柔性自激发电控制研究》文中认为笼型感应电机以其结构坚固、维护简单、励磁连续可调以及允许输出短路等优势,在风力发电、舰船、飞机、车辆等独立电源系统领域得到了广泛应用。异步电机自激发电通常采用分级投切电容方式。该控制方式存在体积大、不连续、效率低等不足。随着电力电子技术的发展,笼型感应电机和三相电压型PWM整流器相结合,可以构成一类柔性自激发电系统,并成为提升独立电源系统电能密度的有效手段。柔性自激发电系统多应用于原动机转速范围变动较大、负载冲击性较强的场合,本质上是一类多变量、强耦合非线性变参数系统。本文在深入研究笼型异步发电机电磁转矩与PWM整流器物理参量之间动态关系基础上,基于空间矢量调制、分数阶滑模控制、矢量控制和内模控制等理论,提出一种分数阶滑模鲁棒自励磁控制新方法。新方法以发电系统瞬时功率平衡为依据,电压-磁链外环子系统选取整流电压平方和磁链为状态量,通过采用分数阶滑模控制方式,形成电流内环子系统目标指令;电流内环子系统采用内模控制方式,实现鲁棒跟踪控制。为开展验证与物理测试实验,依托现有笼型感应电机发电实验平台,通过开展主电路参数计算和设计驱动电路、模拟信号(电压、电流、转速)采集、DSP最小系统等电路,研制了基于TMS320F28335型DSP的笼型感应电机柔性自激励磁硬件控制系统。为在硬件系统上开展模型算法实时仿真验证,实现控制算法无缝扩展应用,开展了基于模型设计的硬件系统开发研究,采用MATLAB中Embedded coder工具箱,自动生成了系统控制代码,并在负载突变和转速突变的工况下,完成了算法仿真和物理测试实验。控制算法仿真和物理测试结果表明,在负载和转速突变工况下,对于含频率波动、物理参数分散等模型不确定性的柔性自激发电系统,相对于传统电压外环-电流内环前馈解耦控制方法,新的控制方法能有效提高磁链和转矩控制响应速度,减弱系统抖振,实现宽运行范围内变速恒压鲁棒控制,并验证了基于模型设计的硬件系统开发可行性,为独立电源系统研制和控制性能改善,提供了一种新的方法。

李圆红[7](2020)在《矿用高性能PWM整流器控制系统的研究》文中提出我国煤矿用变频器基本采用二极管整流将交流电转化成直流电,然后采用IGBT逆变器驱动交流电动机运行,这种电气装备只能工作在电动状态,无法实现能量的双向流动。使用二极管整流装置,需要单独配置一个制动单元来消耗电机制动时回馈的能量,来达到系统的安全性能。同时,二极管整流会带来严重的电流谐波污染,导致设备功率因数变低,对电网产生严重的污染。本文研究将变频器的二级管整流器单元改换成由IGBT器件构成的PWM整流器,以尽量减小煤矿变频器等电气装备对电网的谐波污染,提高电能质量;以满足设备宽范围输入电压的需求;减小煤矿设备体积,并做好隔爆性能。本文着重研究PWM整流器控制系统,从基本工作方式、电路系统分析、数学建模分析、实验室硬件平台等方面进行了研究分析。本文的主要工作内容及创新点如下:1.通过查找文献了解国内外PWM整流器的研究背景及意义,阐述了该电路的研究现状,指出了随着电力电子变流装置的飞速发展,越来越多的变流装置在国民社会经济生活中得到普遍使用,得出在煤矿电气装备中发展PWM整流器的必要性和重要性。2.分析了三相电压型PWM整流器的基本工作原理,从该电路系统的分类及拓扑结构出发,详细介绍了电压型、电流型以及单相和三相电压型PWM整流器的结构特征,分析了各种电路系统的优缺点。3.介绍了该电路系统数学模型的建立过程,简述了Park变换和Clark变换为后面的控制策略分析做准备;建立了三相电压型PWM整流器在三相静止abc坐标系、两相静止αβ坐标系和两相旋转dq坐标系下的数学模型以及相应的瞬时功率理论。4.以实验室样机为实验对象进行硬件和软件的设计、验证和分析,包括样机电气参数、样机空载和负载运行条件下,输出电压、电流波形,并进行分析,以验证所设计的硬件和软件的可行性。高性能PWM整流器技术在煤矿电气装备中应用,可实现节能降耗。本论文研究成果对PWM整流器技术在煤矿电气装备中的应用有一定的借鉴意义,具有广阔的市场应用前景。

马琪瑶[8](2020)在《基于PWM整流器的城轨充电机系统设计》文中研究说明近年来,随着城市化的不断推进,城轨建设趋于密集,交通资源迅速发展,极大地提升了人民出行效率,有效缓解了城市范围内交通拥挤问题。城轨列车运行过程中,充电机作为列车辅助供电变流系统的直流电压来源,主要为列车低压直流负载以及蓄电池供电,其蓄电池必要时还可作为应急电源以供给列车使用。而一般传统充电机中常使用二极管不控或三相半控整流电路,不仅会引起网侧电压畸变,还会产生谐波污染。因此,本文针对上述城市轨道交通存在的问题,基于PWM整流器的拓扑结构搭建一个带有蓄电池的城轨充电机系统,并对蓄电池充放电进行仿真以及实验验证系统的可行性。本文首先阐述了PWM整流器的基本结构以及拓扑原理,并将整个充电机系统分为硬件系统和软件系统两部分进行设计。根据三相VSR的拓扑结构设计了充电机系统主电路的硬件构成,并依据PWM整流器参数设计方法对此系统的主电路进行参数设计,对比了蓄电池常用的几种充电特性曲线,并确定了本充电机蓄电池的充电方式,依据阿尔斯通功率模块参数对采样硬件电路以及采样保护电路进行设计。最后对控制系统主控板、PWM板等其他控制板进行相应说明。在对PWM整流器进行分析后,通过坐标变换将PWM整流器的拓扑结构进行相应转换,得到对应旋转坐标系下的dq数学模型,并对PWM整流器进行双闭环控制以及解耦设计。在此基础上,提出了适用于蓄电池充电的改进双闭环控制策略,实现对蓄电池的恒流恒压充电。还对控制系统其他部分,包括锁相环逻辑、蓄电池充电逻辑、辅助逆变器逻辑、预充电及采样与保护逻辑等方面进行模块化设计。本文通过Matlab/Simulink将带有蓄电池的充电机系统接入三相交流电压侧进行仿真,以验证其自身控制系统可行性;其次将其接入到辅助逆变器输出侧进行仿真,验证其可以实现单位功率因数控制,并可以使网侧谐波含量处于较低水平;搭建蓄电池放电时的充电机系统仿真,系统能起到应急电源的作用。最后依据北京地铁15号线运行的功率模块搭建的充电机系统平台,通过FPGA和DSP相结合的控制模式,进一步验证了此系统功率因数良好、系统稳定的优良特性。本文共包含图73幅,表4个,参考文献49篇。

夏松[9](2020)在《三相电压型PWM整流器及其控制策略的研究》文中进行了进一步梳理作为能量由电网流向负载的关键装置,整流器在电力电子行业中应用十分广泛。传统的二极管整流和晶闸管相控整流装置存在功率因数低、网侧电流谐波含量高以及输出电压纹波大等弊端,严重降低了供电可靠性和用电安全性。随着电力电子技术的进步,PWM整流器取得了快速发展,因其具有功率因数高、电流谐波含量小、直流侧输出电压可调以及能量可双向流动等优点,被广泛应用于电气传动、新能源发电等领域。论文以三相电压源型PWM整流器作为主要研究对象,对其工作原理、控制策略以及参数设计等方面进行了深入研究,主要内容包括:分析了三相电压源型PWM整流器的基本工作原理,并根据其主拓扑结构,结合基尔霍夫电压电流定律,建立了PWM整流器在不同坐标系下的数学模型。针对PWM整流器采用电压电流双闭环控制策略时,其启动过程产生较大冲击电流的问题,提出一种预充电-缓给定混合控制的冲击电流抑制策略,使直流侧参考电压平稳过渡到给定值,实现低电流应力启动PWM整流器。最后通过MATLAB/Simulink仿真模型验证了该混合控制策略的可行性。在传统预测控制策略的基础上,结合空间电压矢量调制方法设计了一种定频预测控制策略。将模型预测控制和空间电压矢量调制策略相结合,从根本上解决了传统预测控制策略开关频率不固定、滤波器设计困难等问题。最后通过MATLAB/Simulink仿真模型对比分析了传统预测控制和改进定频预测控制策略的优劣性。对三相电压源型PWM整流器的可逆运行控制策略进行了研究。根据预测控制理论,利用PWM整流器直流侧输出电压和参考电压的关系,提出一种基于模型预测控制的电压电流双闭环控制策略,实现PWM整流器的四象限运行。最后通过MATLAB/Simulink仿真模型验证了该控制策略的可行性。搭建了三相电压源型PWM整流器的硬件实验平台,并对其主电路和控制电路核心部分进行了介绍。最后在实验平台的基础上,对本文所提出的控制策略进行了实验验证。

康鋆[10](2019)在《基于PWM整流器的改进型轨道交通充电机研究》文中指出充电机作为辅助变流系统中的一部分,承担着为动车组低压直流负载和蓄电池供电的任务,但传统充电机设计中常使用三相不控整流电路,造成交流侧谐波污染。为缓解充电机对交流输入侧的谐波影响,本文对三相PWM整流器在充电机中的应用展开研究。本文首先根据三相电压型PWM整流器的拓扑结构建立其数学模型,推导出坐标变换公式并建立三相PWM整流器在同步旋转坐标系下的数学模型,然后分析了解耦控制的参数设计。在对PWM整流器进行数学分析后,本文设计了充电机的拓扑形式,同时提出一种充电机接入辅逆变压器的新型拓扑结构,并根据PWM整流器主电路参数的设计方法对充电机主电路参数进行设计,再根据主电路参数对控制系统一部分硬件进行修改并进行控制软件设计。辅助逆变器带不平衡负载及非线性负载时会造成交流侧电压中产生负序分量和低次谐波,从而会对充电机控制造成影响。为此,本文对辅助逆变器负载造成的负序分量和低次谐波进行分析,将其转换为基波正序同步旋转坐标系下的二次谐波和六次谐波。鉴于谐振控制器对特定频率下的信号有很好的跟踪性能,针对输入不平衡和非线性的问题,拟使用多个准谐振控制器配合电流内环PI控制器进行控制。之后使用双线性变换对准谐振控制器进行离散化,再得到可以在数字控制器中实现的差分形式。最后,根据本文设计的充电机,在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型进行仿真,验证了充电机两种拓扑设计的可行性,并利用混合动力动车组辅助逆变器实验台对控制软件进行了验证。图62幅,表1个,参考文献68篇。

二、三相电压PWM整流器的稳态分析和主电路设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、三相电压PWM整流器的稳态分析和主电路设计(论文提纲范文)

(1)基于DSP28335的双向AC/DC变流器设计研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 交直流混合微电网的发展动态
        1.2.2 电压型双向AC/DC变流器的发展动态
        1.2.3 变流器控制策略综述
    1.3 论文主要研究内容
第二章 双向AC/DC变流器系统模型分析与建立
    2.1 变流器拓扑结构分析
    2.2 电压型AC/DC变流器数学模型分析
        2.2.1 三相静止ABC坐标系下数学模型
        2.2.2 两相静止αβ坐标系下数学模型
        2.2.3 两相dq旋转坐标系下数学模型
    2.3 变流器并联控制策略分析
        2.3.1 集中式控制与最大电流法控制
        2.3.2 下垂控制
    2.4 本章小结
第三章 弱抖振强扭曲控制算法实现与仿真验证
    3.1 电压型双向AC/DC变流器弱抖振强扭曲控制模型设计
        3.1.1 双曲正切函数与符号函数对比
        3.1.2 弱抖振强扭曲控制系统模型建立
        3.1.3 弱抖振强扭曲控制律选取
    3.2 弱抖振强扭曲控制系统稳定性分析
    3.3 仿真实验及结果分析
        3.3.1 整流器仿真模型
        3.3.2 逆变并网仿真验证
    3.4 本章小结
第四章 电压型双向AC/DC变流器样机系统设计
    4.1 系统总体构成与工作原理
    4.2 双向AC/DC变流器主电路设计
        4.2.1 交流侧电感参数计算及选取
        4.2.2 直流侧电容的计算及选取
        4.2.3 功率模块选型
    4.3 变流器电源系统设计
        4.3.1 硬件主电路系统电源设计
        4.3.2 控制板各部分电源设计
        4.3.3 IPM模块电源
    4.4 主控制板电路设计
        4.4.1 采样电路设计
        4.4.2 IPM驱动与保护电路设计
        4.4.3 软启动电路设计
        4.4.4 保护电路设计
        4.4.5 通信电路设计
    4.5 软件系统设计
        4.5.1 控制芯片选型
        4.5.2 软件锁相环实现
        4.5.3 软件系统程序设计
        4.5.4 控制算法程序设计
        4.5.5 上位机操作界面设计
    4.6 本章小结
第五章 背靠背四象限稳定运行验证与实验数据分析
    5.1 背靠背双向AC/DC实验系统组成
    5.2 实验测试设备介绍
    5.3 测试实验验证与结论分析
        5.3.1 预充电过程
        5.3.2 空载运行状态测试
        5.3.3 空载无功调制实验
        5.3.4 逆变运行实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
    个人简历
    参研课题
    已发表的学术论文
附录
    附录A 主电路元器件清单
    附录B 系统样机原理图
        B1 系统主供电原理图
        B2 控制器底板原理图
        B3 DSP核心控制板原理图
        B4 IPM驱动电路原理图
    附录C 系统样机PCB图
        C1 系统主供电PCB图
        C2 控制器底板PCB图
        C3 核心控制板PCB图
        C4 IPM驱动电路PCB图

(2)基于模型预测控制的三相电压型PWM整流器研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究与发展现状
    1.3 PWM整流器的应用
    1.4 本文主要研究内容
2 三相电压型PWM整流器的原理及数学模型
    2.1 三相电压型PWM整流器的工作原理
    2.2 三相静止坐标系下的三相电压型PWM整流器的数学模型
    2.3 两相静止坐标系下的三相电压型PWM整流器的数学模型
    2.4 两相旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器的数学模型
    2.5 本章小结
3 模型预测控制策略的研究
    3.1 引言
    3.2 模型预测算法的原理
    3.3 单步模型预测的原理
    3.4 单步模型预测算法的保守性分析
    3.5 多步模型预测的原理
    3.6 模型预测算法的延时补偿
    3.7 模型预测算法的模型失配问题分析
    3.8 模型预测仿真分析
    3.9 本章小结
4 球形译码控制策略的研究
    4.1 引言
    4.2 球形译码算法的原理
    4.3 球形译码的数学模型
    4.4 球形译码仿真分析
    4.5 本章小结
5 三相电压型PWM整流器实验平台设计及实验验证
    5.1 引言
    5.2 三相电压型PWM整流器系统介绍
    5.3 硬件设计
    5.4 软件设计
    5.5 直流侧电容的预充电过程分析
    5.6 实验分析
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(3)电动汽车车载集成充电系统及其控制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要内容
2 电动汽车车载集成充电系统结构及其工作模式
    2.1 引言
    2.2 系统结构
    2.3 系统电路方案
    2.4 系统工作模式
    2.5 本章小结
3 电动汽车车载集成充电系统控制策略
    3.1 引言
    3.2 G2V/V2G模式控制策略研究
    3.3 V2H模式控制策略研究
    3.4 T2A模式控制策略研究
    3.5 本章小结
4 电动汽车车载集成充电系统软硬件设计
    4.1 引言
    4.2 主电路设计
    4.3 控制电路设计
    4.4 软件设计
    4.5 本章小结
5 系统仿真与实验结果分析
    5.1 引言
    5.2 实验平台
    5.3 仿真结果与分析
    5.4 实验结果与分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 下一步工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(4)电网不平衡时有源功率解耦型PWM整流器控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 本课题国内外研究现状
        1.2.1 电网不平衡时三相PWM整流器控制研究现状
        1.2.2 有源功率解耦拓扑研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 有源功率解耦型PWM整流器的数学建模与工作原理分析
    2.1 数学建模
        2.1.1 电网平衡时PWM整流器主电路数学建模
        2.1.2 电网不平衡时PWM整流器主电路数学建模
        2.1.3 有源功率解耦电路数学建模
    2.2 有源功率解耦电路工作原理
        2.2.1 电网不平衡时PWM整流器交直流侧功率分析
        2.2.2 有源功率解耦电路原理分析
        2.2.3 直流侧电容容量减小原理分析
    2.3 本章小结
3 有源功率解耦型PWM整流器的控制策略研究
    3.1 有源功率解耦型PWM整流器的直接电流控制算法设计
        3.1.1 抑制交流侧负序电流控制算法设计
        3.1.2 抑制直流侧二次谐波电压控制算法设计
        3.1.3 仿真验证
    3.2 有源功率解耦型PWM整流器的统一化模型预测控制算法设计
        3.2.1 补偿功率计算
        3.2.2 预测功率计算
        3.2.3 统一化模型预测控制目标函数设计
        3.2.4 仿真验证
    3.3 本章小结
4 实验平台设计与实验研究
    4.1 实验平台整体设计
    4.2 主电路与有源功率解耦电路设计
        4.2.1 主电路设计
        4.2.2 有源功率解耦电路设计
    4.3 控制电路与信号检测电路设计
        4.3.1 控制电路设计
        4.3.2 交流检测电路设计
        4.3.3 直流检测电路设计
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(5)基于变换器串并联的交直交牵引变电所拓扑结构与控制技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 牵引供电系统突出问题
        1.2.1 牵引负荷无功问题
        1.2.2 牵引负荷谐波问题
        1.2.3 牵引负荷负序问题
        1.2.4 电分相问题
    1.3 牵引供电系统突出问题治理方案国内外研究现状
        1.3.2 相序轮换策略
        1.3.3 使用平衡变压器
        1.3.4 无源和有源补偿方案
        1.3.5 三相-单相对称变换
        1.3.6 治理方案对比
    1.4 本文主要研究内容
2 交直交牵引变电所结构
    2.1 交直交牵引变电所主电路拓扑结构
        2.1.1 高压大功率变换器
        2.1.2 交直交牵引变电所主电路结构
    2.2 交直交牵引变电所主电路设计
        2.2.1 系统级
        2.2.2 整流输入
        2.2.3 直流环节
        2.2.4 逆变输出
    2.3 与现有方案的优势对比分析
        2.3.1 与传统牵引供电系统的对比
        2.3.2 与RPC以及基于有源补偿装置的同相供电系统的对比
        2.3.3 与基于MMC的牵引环流站方案对比
    2.4 本章小结
3 交直交牵引变电所控制策略
    3.1 总体控制方案设计
    3.2 交直交牵引变电所输入侧控制
        3.2.1 交直交系统输入侧整体控制策略
        3.2.2 单相PWM整流器工作原理和数学模型
        3.2.3 单相PWM整流器控制策略
    3.3 交直交牵引变电所输出侧控制
        3.3.1 输出侧整体控制策略
        3.3.2 级联逆变器输出电压控制
        3.3.3 并联逆变器环流抑制
        3.3.4 调制策略
    3.4 仿真结果与分析
        3.4.1 单相整流器仿真
        3.4.2 电网侧电能质量仿真
        3.4.3 输出侧串并联结构仿真
        3.4.4 负载电流前馈环节仿真
    3.5 本章小结
4 并网运行控制策略
    4.1 逆变器控制技术
    4.2 并网运行特性
    4.3 并网运行控制策略
    4.4 并网运行仿真结果与分析
        4.4.1 并网运行场景
        4.4.2 空载工况下牵引变电所输出电压与电流
        4.4.3 负载工况下牵引变电所输出电压与电流
    4.5 本章小结
5 实验样机研制
    5.1 实验样机主电路
        5.1.1 实验样机整体结构
        5.1.2 功率模块结构
    5.2 控制系统硬件结构及软件流程
        5.2.1 控制系统硬件结构
        5.2.2 控制系统软件流程
    5.3 样机实验结果分析
        5.3.1 功率模块实验结果分析
        5.3.2 样机整机性能调试结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(6)笼型感应电机柔性自激发电控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 笼型感应电机自激发电系统发展及现状
        1.2.2 笼型异步发电机控制策略综述
        1.2.3 基于模型设计的硬件系统开发现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 笼型感应电机柔性自激发电系统模型建立
    2.1 自激发电系统拓扑结构
    2.2 笼型感应发电机模型及自励磁控制原理分析
        2.2.1 坐标变换理论
        2.2.2 笼型感应发电机ABC坐标系下数学模型
        2.2.3 笼型感应发电机dq旋转坐标系下数学模型
        2.2.4 自励磁矢量控制原理分析
        2.2.5 笼型感应电机空载建压分析
    2.3 自励磁控制系统模型分析
        2.3.1 ABC坐标系数学模型
        2.3.2 dq旋转坐标系数学模型
    2.4 本章小结
第三章 分数阶滑模鲁棒自励磁矢量控制算法分析
    3.1 分数阶滑模转矩外环控制器设计
        3.1.1 分数阶微积分理论
        3.1.2 分数阶滑模切换函数选取
        3.1.3 分数阶滑模趋近律设计
        3.1.4 外环控制器设计
    3.2 电流内环内模控制器设计
        3.2.1 内模控制理论分析
        3.2.2 内模控制性质
        3.2.3 内环控制器设计
    3.3 仿真实验及结果分析
        3.3.1 负载突变情况下仿真分析
        3.3.2 转速突变情况下仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 柔性自激励磁控制系统硬件设计
    4.1 系统总体构成与工作原理
    4.2 系统性能指标
    4.3 自激励磁控制主电路设计
        4.3.1 直流电容参数计算及选型
        4.3.2 交流电感参数计算及选型
        4.3.3 IPM选型
    4.4 自励磁电源系统设计
        4.4.1 硬件系统主电源
        4.4.2 自励磁控制器电源
        4.4.3 IPM驱动模块电源
    4.5 自励磁控制器硬件设计
        4.5.1 核心处理器选型分析
        4.5.2 采样调理电路设计
        4.5.3 IPM外围电路设计
        4.5.4 软启动电路设计
        4.5.5 保护电路设计
        4.5.6 通信电路设计
    4.6 本章小结
第五章 基于模型设计的自激控制代码生成
    5.1 基于模型设计概述
        5.1.1 开发流程
        5.1.2 Embeded.coder简介
    5.2 代码模型搭建
        5.2.1 中断触发模型搭建
        5.2.2 电压电流采集模型搭建
        5.2.3 核心控制算法模型搭建
        5.2.4 SVPWM波形生成模块搭建
    5.3 系统参数配置及代码生成
        5.3.1 系统参数配置
        5.3.2 系统代码生成
    5.4 本章小结
第六章 笼型感应电机自激发电系统调试及验证
    6.1 系统调试
        6.1.1 电源电路调试
        6.1.2 电压电流采集电路调试
        6.1.3 转速测量电路调试
    6.2 系统验证
        6.2.1 系统建压过程
        6.2.2 变速条件下系统性能测试及分析
        6.2.3 负载突变条件下系统性能测试及分析
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
    个人简历
    参研课题
    已发表的学术论文
附录
    附录A 系统样机原理图
        A1 系统主供电原理图
        A2 IPM模块供电原理图
        A3 IPM驱动电路原理图
        A4 自激励磁控制器接口板原理图
        A5 自激励磁控制器核心控制板原理图
    附录B 系统样机PCB图
        B1系统主供电PCB图
        B2 IPM模块供电PCB图
        B3 IPM驱动电路PCB图
        B4 自激励磁控制器接口板PCB图
        B5 自激励磁控制器核心控制板PCB图

(7)矿用高性能PWM整流器控制系统的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景和意义
    1.2 国内外关于 PWM 整流器研究动态
    1.3 论文结构的安排
2 PWM整流器原理及空间矢量调制技术
    2.1 PWM整流器工作原理
    2.2 电压型PWM整流器的数学模型
    2.3 SVPWM空间失量脉宽调制技术
    2.4 本章小结
3 PWM整流器控制策略的研究
    3.1 基于电压定向的矢量控制
    3.2 基于开关表的直接功率控制
    3.3 基于空间矢量调制的直接功率控制
    3.4 本章小结
4 PWM整流器电路设计
    4.1 PWM整流器硬件设计总体方案
    4.2 PWM整流器主电路设计
    4.3 PWM整流器控制电路的设计
    4.4 本章小结
5 PWM整流器软件设计和结果分析
    5.1 PWM整流器软件程序设计
    5.2 实验结果及应用分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(8)基于PWM整流器的城轨充电机系统设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 充电机研究概况
        1.2.1 充电机发展现状
        1.2.2 充电机拓扑结构
    1.3 PWM整流器研究概况
        1.3.1 PWM整流器拓扑结构及四象限特性
        1.3.2 PWM整流器研究现状
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
2 基于锂离子电池的城轨VSR充电机系统硬件设计
    2.1 充电机总体及参数设计
        2.1.1 充电机主电路设计
        2.1.2 直流电容参数设计
        2.1.3 交流电感参数设计
        2.1.4 传感器参数设计
    2.2 蓄电池及其充电方式设计
        2.2.1 蓄电池特性
        2.2.2 蓄电池充电方式设定
    2.3 采样硬件电路设计
        2.3.1 采样电路拓扑结构
        2.3.2 采样阈值设定
    2.4 控制系统硬件设计
    2.5 本章小结
3 基于锂离子电池的城轨VSR充电机系统软件设计
    3.1 三相电压型PWM整流器数学建模
        3.1.1 三相VSR坐标变换
        3.1.2 dq坐标系下的数学模型及解耦
    3.2 充电机控制策略设计
        3.2.1 电流内环设计
        3.2.2 电压外环设计
    3.3 辅助逆变器及其控制策略
    3.4 控制系统软件设计
        3.4.1 锁相环设计
        3.4.2 电池充电程序设计
        3.4.3 系统保护设计
        3.4.4 系统预充电及采样程序设计
    3.5 本章小结
4 充电机系统仿真及实验验证
    4.1 充电机系统仿真
        4.1.1 三相VSR充电机模型
        4.1.2 接入辅助逆变器的充电机系统模型
    4.2 三相VSR充电机实验验证
        4.2.1 实验平台
        4.2.2 实验波形分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 未来研究展望
参考文献
作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(9)三相电压型PWM整流器及其控制策略的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外PWM整流器研究发展现状
    1.3 本课题研究的主要内容
2 PWM整流器的工作原理及数学模型
    2.1 三相电压源型PWM整流器的工作原理
    2.2 三相电压源型PWM整流器的数学模型
    2.3 本章小结
3 PWM整流器缓启动和预测控制策略研究
    3.1 PWM整流器缓启动控制策略研究
        3.1.1 引言
        3.1.2 启动冲击电流产生机理
        3.1.3 启动冲击电流抑制策略
        3.1.4 控制器设计
        3.1.5 空间电压矢量(SVPWM)调制
        3.1.6 仿真分析
    3.2 PWM整流器预测控制策略研究
        3.2.1 引言
        3.2.2 传统模型预测控制策略
        3.2.3 改进定频预测功率控制策略
        3.2.4 仿真分析
    3.3 本章小结
4 三相PWM整流器可逆运行控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 整流器四象限运行下的数学模型
    4.3 变流器MPC工作原理
    4.4 系统整体控制策略
    4.5 仿真结果分析
    4.6 本章小结
5 实验设计及验证
    5.1 实验平台主电路设计
        5.1.1 交流侧电感的设计
        5.1.2 功率器件的选型
        5.1.3 直流侧电容的选取
        5.1.4 直流侧输出电压选取
    5.2 采样与调理电路设计
    5.3 驱动电路设计
    5.4 实验软件设计
    5.5 实验结果分析
        5.5.1 PWM整流器缓启动控制实验结果分析
        5.5.2 PWM整流器预测控制实验结果分析
        5.5.3 PWM整流器可逆运行研究实验结果分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(10)基于PWM整流器的改进型轨道交通充电机研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1. 引言
    1.1. 研究背景及意义
    1.2. 轨道交通充电机综述
        1.2.1. 充电机发展综述
        1.2.2. 充电机结构类型及对比
    1.3. PWM整流器研究综述
        1.3.1. PWM整流器发展概述
        1.3.2. PWM整流器常见拓扑结构
        1.3.3. 三相电压型PWM整流器控制方法
    1.4. 本文主要内容
2. 三相VSR建模及控制
    2.1. PWM整流器四象限运行原理
    2.2. 三相VSR数学模型的建立
        2.2.1. 三相VSR在三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.2. 三相VSR在同步旋转坐标系下的数学模型
    2.3. 双闭环控制器设计
        2.3.1. 电流内环设计
        2.3.2. 电压外环设计
    2.4. 本章小结
3. 基于三相VSR的轨道交通充电机设计
    3.1. 充电机总体设计
    3.2. 充电机主电路设计
        3.2.1. 变压器变比设计
        3.2.2. 交流电感设计
        3.2.3. 直流电容设计
    3.3. 充电机控制系统设计
        3.3.1. 控制系统硬件设计
        3.3.2. 控制系统软件设计
    3.4. 本章小结
4. 基于三相VSR的充电机非正弦输入时的控制研究
    4.1. 三相VSR输入非理想的影响
    4.2. 充电机非正弦输入分析
        4.2.1. 基于多重正负序旋转坐标系的输入分析
        4.2.2. 基于基波正序同步旋转坐标系的输入分析
    4.3. 充电机非正弦输入时的控制
        4.3.1. 基于多谐振控制器的充电机控制策略
        4.3.2. 准谐振控制器数字化实现
    4.4. 本章小结
5. 仿真与实验
    5.1. 系统仿真研究
        5.1.1. 基于三相VSR充电机侧模型仿真
        5.1.2. 输入侧接在辅助逆变器负载侧的充电机仿真
        5.1.3. 输入侧接在辅逆变压器上的充电机仿真
    5.2. 实验与结果分析
        5.2.1. 实验平台
        5.2.2. 实验结果与波形分析
    5.3. 本章小结
6. 总结与展望
    6.1. 论文工作总结
    6.2. 后续工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

四、三相电压PWM整流器的稳态分析和主电路设计(论文参考文献)

  • [1]基于DSP28335的双向AC/DC变流器设计研究[D]. 李宏城. 石家庄铁道大学, 2021(01)
  • [2]基于模型预测控制的三相电压型PWM整流器研究[D]. 郑启圣. 中国矿业大学, 2021
  • [3]电动汽车车载集成充电系统及其控制研究[D]. 杨士洋. 中国矿业大学, 2021
  • [4]电网不平衡时有源功率解耦型PWM整流器控制研究[D]. 刘铭鑫. 大连理工大学, 2020(02)
  • [5]基于变换器串并联的交直交牵引变电所拓扑结构与控制技术研究[D]. 李林蔚. 北京交通大学, 2020(03)
  • [6]笼型感应电机柔性自激发电控制研究[D]. 葛孟超. 石家庄铁道大学, 2020(04)
  • [7]矿用高性能PWM整流器控制系统的研究[D]. 李圆红. 华北科技学院, 2020(01)
  • [8]基于PWM整流器的城轨充电机系统设计[D]. 马琪瑶. 北京交通大学, 2020(03)
  • [9]三相电压型PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 夏松. 重庆理工大学, 2020(08)
  • [10]基于PWM整流器的改进型轨道交通充电机研究[D]. 康鋆. 北京交通大学, 2019(01)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

三相电压PWM整流器的稳态分析及主电路设计
下载Doc文档

猜你喜欢