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1、PWM整流器的仿真研究 作者： 日期：中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号 学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及其自动化 设计题目： PWM整流器的仿真研究 专 题： 指导教师： 李国欣 职 称： 讲师 2010 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院专业年级 电气06-1班学生姓名 任务下达日期： 2010年 3 月 8日毕业设计日期： 2010年 3 月 10 日至 2010 年 6月 10 日毕业设计题目: PWM整流器的仿真研究毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1.学习PWM整流技术方面的基础知识；2.对PWM整流器的主电路设计进行
2、初步研究；3.对目前应用比较广泛的PWM整流电路控制策略进行总结分析 和比较，并进行仿真分析。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成
3、 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中添加了大量的非线性负载
4、，引起电网电压、电流的畸变，导致电力污染，实现“绿色”电能变换成为目前电力电子技术研究的重点之一。在众多谐波治理措施中，使用PWM整流器来调节网侧功率因数，实现能量双向流动这一主动改善电能质量的技术得到了深入的研究和发展。本文基于三相两电平PWM整流器结构，对PWM整流器的控制策略进行了研究。PWM整流器的工作原理及数学模型是实现整流器控制的基础。本文分析了PWM整流器各种工作状态的工作原理，基于开关函数和占空比两种描述方法建立了PWM整流器的数学模型。对PWM整流器的有效控制是实现其改善电网质量的关键技术。本文重点分析了滞环电流控制和电流前馈解耦控制两种控制策略，并采用电压控制外环和电流控制
5、内环组成的双闭环控制系统，而且对控制器的参数进行了设计，为PWM整流器的控制奠定了理论基础。最后运用MATLAB/Simulink构建了三相VSR仿真平台，对实验结果进行分析，证明了控制策略的正确性。关键词：PWM整流器； 数学模型； 控制策略； 仿真Abstract Recent years, power electronic devices have been used wildly used in various industrial applications as essential modules. A large part of these facilities are compo
6、sed of diodes or thyristors, which bring severe harmonics pollution to the power grid. The green converter of power has become the study key point of power electronic technology. Among the methods of harmonic restraining, the technoogy of using PWM rectifier, which can modulate the grid power factor
7、, emplement the bidirectional transmission of power and improve the power quality actively has gotten in-depth study and development. This paper studied on the control strategy of rectifier based on the structure of the structure of three phase PWM rectifier. The working principle and mathematic mod
8、el of PWM rectifier is the base of rectifiers control. This paper analyzed the working principle of PWM rectifier at every work state, and built the AC mathematic model of PWM rectifier based on the switching function and duty ratio. The efficient control of PWM rectifier is the key technology of im
9、proving grid quality. This paper analyzed the two control strategy of hysteresis current control and feed-forward decoupled current control, and designed the parameter of the controller, and settled the theory base of the PWM rectifiers control.A three-phase VSR simulation platform is built with Sim
10、ulink software, and the simulation results prove the correctness of the control strategy.Keywords：PWM rectifier; mathematic model; control strategy; simulation目 录1 绪论11.1PWM整流器概述11.2研究PWM整流器的意义11.3PWM整流器的研究现状21.4本课题研究内容32 PWM整流器的工作原理、拓扑结构以及数学模型42.1PWM整流器的工作原理42.2PWM整流器拓扑结构52.3三相VSR一般数学模型92.3.1采用开关函数
11、描述的VSR一般数学模型102.3.2采用占空比描述的VSR一般数学模型112.4基于两相（静止）坐标系的数学模型132.5基于两相d q（同步）旋转坐标系的数学模型143 PWM整流器的控制策略163.1PWM整流器的间接电流控制163.2PWM整流器的直接电流控制173.3基于同步旋转坐标下的PWM整流器的双闭环控制194 三相VSR的系统设计214.1电流内环控制器的设计214.2电压外环控制器的设计234.3主电路参数设计244.3.1交流侧电感设计244.3.2直流侧电容的设计285 三相VSR的仿真研究305.1仿真软件介绍305.2三相VSR的仿真研究30总结42参考文献43翻译
12、部分43英文原文44中文译文55致 谢651 绪论1.1PWM整流器概述 非线性负载被引入电网，导致了日趋严重的谐波污染。电网谐波污染的原因有好多种，但是根本原因在于电力电子装置的开关工作方式，从而引起网侧电流、电压波形的严重畸变。在我国，当前主要的谐波源主要是一些整流设备，如化工和冶金行业的整流设备以及各种调速、调压设备和电力机车等。最常见的整流方式是采用二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，运用二极管不控整流电路从电网吸取畸变电流的同时又对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网谐波污染，而且直流侧能量无法回馈电网。采用相控方式的整流器也存在很多问题，在深度相控下交流侧功率因数很低，因换流引起电网电压波形畸变等缺点。这些整流器从电网汲取电流的非线性特征，给周围用电设备和公用电网都会带来不良的影响。针对上述两种整流电路的不足，PWM整流器对传统的二极管及相控整流器进行了全面的改进。PWM整流
