基于SiC MOSFET三相PWM整流器的設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、隨著電力電子器件的不斷進(jìn)步，以SiC為代表的新一代寬禁帶半導(dǎo)體器件應(yīng)用日益廣泛。SiC三相PWM整流器具有輸入特性好，功率因數(shù)和功率密度高等特點(diǎn)。但SiC高頻化的應(yīng)用，對電路其他元件的高頻特性是一個考驗(yàn)。本文針對SiC三相PWM整流器在高頻化應(yīng)用中的硬件電路和控制器設(shè)計(jì)、啟動過流以及濾波電感電感量非線性變化等問題，對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究。
　　為了對基于高頻化的SiC三相PWM整流器進(jìn)行硬件電路的分析與設(shè)計(jì)，對SiC

2、MOSFET與傳統(tǒng)Si器件在靜態(tài)特性、開關(guān)特性等方面進(jìn)行了對比分析，得到了高頻化SiC驅(qū)動的設(shè)計(jì)要求，完成了驅(qū)動電路的參數(shù)設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)三相PWM整流器的濾波器的分析與設(shè)計(jì)，對濾波電感和濾波電容的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，并詳細(xì)分析了兩種元件的高頻特性，給出了設(shè)計(jì)原則，滿足高頻化設(shè)計(jì)要求。
　　分析和建立了三相PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，得到了被控對象的等效模型。為了對三相PWM整流器PI控制器進(jìn)行分

3、析與設(shè)計(jì)，分析了前饋解耦控制策略，給出了控制器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，并深入分析了SiC器件高頻化應(yīng)用中所出現(xiàn)的采樣頻率與控制頻率不匹配的問題。并搭建了SiC三相PWM整流器的工程樣機(jī)，驗(yàn)證了對整流器硬件電路和控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的合理性。
　　針對三相PWM整流器啟動瞬間易出現(xiàn)過流的問題，從物理機(jī)理和數(shù)學(xué)推導(dǎo)兩個方面對啟動過流問題產(chǎn)生的原因及影響因素進(jìn)行了深入分析，提出了一個通過合理設(shè)計(jì)啟動瞬間電壓環(huán)輸出限幅值進(jìn)而有效抑制過流的方法，并通