基于DSP的三相高功率因数整流器的研究

【摘要】随着电力电子装置的发展与广泛应用,电网谐波及无功污染日趋严重。为此,高功率因数和低电流谐波畸变的PWM整流器成为电力电子技术应用中的研究热点。VIENNA整流器由于具有开关电压应力小、开关信号少、可靠性高等特征,在高压、大功率场合有广阔应用前景。但由于VIENNA整流器工作原理复杂、控制难度大,目前尚未成熟。因此,对其电网电压同步控制策略、拓扑控制实现及性能提升的研究具有重要的理论意义及工程价值。首先,本文分析了VIENNA整流器的工作原理,得出其在三相abc坐标系及dq坐标系下的状态空间平均方程,建立了其在不同坐标系下的等效电路模型。其次,采用了三相DPLL计算电流内环参考指令信号的方法。详细分析了PLL各组成部分的工作原理。同时,为了避免二次谐波干扰锁相及缩短程序执行时间,探讨了一种将陷波滤波器串入三相DPLL和使用数字正弦振荡器的改进型DPLL方法。然后,采用了平均电流模式控制策略实现对VIENNA整流器的控制。重点分析了电流内环环路的传递函数,采用了适当的控制器对环路进行了补偿。同时,为了提高功率因数、降低电流谐波畸变率,在电流内环控制中引入了前馈补偿的改进型平均电流模式控制策略。最后,对VIENNA整流器的硬件电路及软件系统进行了设计。详细阐述了VIENNA主电路参数计算及器件选型、控制电路设计、DSP寄存器配置及PID函数。以TMS320F28035为控制核心,构建了一台10kW的VIENNA整流器样机。分别对传统平均电流模式控制策略及改进型平均电流模式控制策略进行了实验测试。实验结果显示,改进型平均电流模式控制策略比传统的平均电流模式控制策略具有更为优越的控制性能。
【作者】陈洲；
【导师】李志忠；
【作者基本信息】广东工业大学，电力电子与电力传动，2014，硕士
【关键词】VIENNA整流器；三相数字锁相环；平均电流模式控制；前馈补偿；

【参考文献】
[1]陈阳阳.晚清文学翻译中的伪译现象研究[D].扬州大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[2]王玉霞.不同林地经营模式的特征、影响因素和绩效分析[D].南京农业大学,土地资源管理,2013,硕士.
[3]张晶晶.东荣二矿综掘面粉尘运移规律及高压喷雾降尘技术研究[D].辽宁工程技术大学,安全技术及工程,2012,硕士.
[4]孟玉凤.新型纳米硅电极的构筑及嵌脱锂性能研究[D].哈尔滨工业大学,2011.
[5]斯海霞.高中生数学问题提出能力发展进程研究[D].华东师范大学,学科教育,2014,博士.
[6]李学桥.炉外精炼喂线分布式计算机控制系统[J].冶金自动化,1996,02:47-48.
[7]闫慧丽.红藻中溴酚类化合物的合成与抗氧化活性研究[D].青岛大学,分析化学,2011,硕士.
[8]夏国明.非承重抗震节能砌块墙体抗震试验研究[D].大连理工大学,结构工程,2004,硕士.
[9]周洋.合金表面不同硅烷膜的制备和耐蚀性能研究[D].合肥工业大学,应用化学,2013,硕士.
[10]高萌.中国国际资本流动：波动特征及影响因素[D].南京师范大学,金融学,2012,硕士.
[11]王贺.遗传资源的专利法保护研究[D].东北师范大学,民商法学,2012,硕士.
[12]郑涛.工业无线传感器网络MAC协议研究[D].北京交通大学,通信与信息系统,2014,博士.
[13]欧爱萍.傅译《约翰·克利斯朵夫》与文学翻译基础理论应用研究[D].南京师范大学,法语语言文学,2012,硕士.
[14]吴国忱,梁锴,王华忠.VTI介质qP波广义高阶屏单程传播算子[J].石油地球物理勘探,2007,06:640-650+733+605.
[15]章力,高元海,熊宁,王淳,杨聪,舒娇.考虑潮流倒送约束的分布式光伏电站选址定容规划[J].电力系统自动化,2014,17:43-48.
[16]王海.川芎内生菌对品质影响的初步研究[D].成都中医药大学,生药学,2012,硕士.
[17]蒋廉华.DK-2型机车电空制动系统的研制[D].西南交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[18]王梓瑜.网络电影的受众参与性研究[D].江西财经大学,广播电视艺术学,2013,硕士.
[19]王立芳.2型糖尿病视网膜病变与C—反应蛋白（CRP）及代谢综合征关系的研究[D].吉林大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[20]张丽莉,刘波.聚类分割在FMI测井资料中的应用[J].石油地球物理勘探,2001,01:26-29+44-133.
[21]从洪云.平板式氧传感器的制备及性能研究[D].湖南大学,物理化学,2011,硕士.
[22]黄丽娜.试论《左传》中纪事本末手法的运用[D].吉林大学,史学理论及史学史,2014,硕士.
[23]张志为.跨域的异构无线网络接入认证技术研究[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[24]李锋.高级氧化技术处理丙烯腈污水的研究[D].大庆石油学院,化学工艺,2004,硕士.
[25]仇翔.基于神经网络优化的永磁同步直线电机滑模控制研究[D].浙江工业大学,2006.
[26]吴丹.股权结构对上市公司社会责任履行情况的影响[D].兰州商学院,会计学,2013,硕士.
[27]张扬.γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究[D].南京航空航天大学,材料加工工程,2013,硕士.
[28]董鑫.口腔扁平苔藓动物模型的建立及口腔扁平苔藓患者唾液酶、IL-18的检测及临床意义[D].河北医科大学,口腔临床医学,2014,硕士.
[29]赵彦尚.网络处理器微引擎的设计、验证与实现[D].西安电子科技大学,集成电路系统设计,2013,硕士.
[30]周伟鹏.火电厂汽包水位预警、报警和故障检测系统设计[D].东南大学,2004.
[31]唐义.硅镁系固体废弃物合成MgAlON/SiAlON复合材料研究[D].东北大学,环境科学,2011,硕士.
[32]余恺,李元实,王智,鲍明,蔡盛盛.基于压缩感知的新型声信号采集方法[J].仪器仪表学报,2012,01:105-112.
[33]杜随更,姜哲,张定华,汪志斌,李娜.GH4169合金磨削表面塑性变形层的微观结构[J].机械工程学报.
[34]刘永.松花江流域（吉林省段）产业生态化及其空间组织研究[D].中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）,人文地理学,2014,硕士.
[35]陈艳霞.配电网保护与控制新技术研究[D].华中科技大学,2004.
[36]恩和朝伦.蒙古国功勋画家冬布热艺术研究[D].内蒙古大学,美术学,2013,硕士.
[37]穆宝磊.侵蚀环境与荷载耦合作用下SPC-RC混合桩的抗震性能研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[38]王政伟.以重建自然社区组织为核心的乐和治理研究[D].中国社会科学院研究生院,社区社会工作（专业学位）,2014,硕士.
[39]曾朝辉.腰痛Ⅰ号方治疗腰椎间盘突出症（寒湿阻络型）的临床疗效观察[D].湖南中医药大学,中医骨伤科学,2013,硕士.
[40]张立坚.我国金融机构宏观经济管理的一项政策工具分析[D].大连理工大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[41]杨桂勇.郑州市经营性乒乓球俱乐部现状分析及对策研究[D].郑州大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[42]王海丹,邵小桃.井下无线Mesh网络导航系统的设计与实现[J].软件,2014,01:18-22.
[43]谭胜玉.慢性间歇性低氧对HDL代谢的影响及相关机制的研究[D].中南大学,临床医学,2014,博士.
[44]罗忠,朱云鹏,韩清凯,王德友.复合材料层合薄壁短圆柱壳动力学相似模型几何适用区间确定方法[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering.
[45]钟永辉.RGO/TiO_2复合材料及氟化改性TiO_2的合成与光催化性能研究[D].合肥工业大学,2014.
[46]房文娟.基于案例推理技术的果树病害预测系统平台的设计与实现[D].安徽农业大学,2005.
[47]宋宝燕.民营上市公司治理结构对内部控制有效性的影响研究[D].河北经贸大学,会计学,2013,硕士.
[48]张妍楠.胡柚果胶制备和理化性质的综合评价[D].湖北工业大学,食品科学,2014,硕士.
[49]杜立君.核心能力导向的企业并购研究[D].西北工业大学,企业管理,2002,硕士.
[50]朱荷,陈露.我国知识资本投入现状分析[J].经营与管理,2014,07:66-69.