VIENNA整流器SVPWM控制策略及中點(diǎn)電位平衡的研究.pdf

1、多電平整流器以其功率器件承受電壓應(yīng)力低、電流諧波含量少和無橋臂直通問題等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為高壓大功率場合的研究方向。由于存在硬件條件和控制復(fù)雜性的制約，目前的研究主要集中在三電平拓?fù)渲?。在眾多三電平整流器拓?fù)渲?，VIENNA整流器所使用的開關(guān)器件最少，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最為簡單，更容易實(shí)現(xiàn)高功率密度，因此對(duì)他的研究和分析很有實(shí)際意義。
　　本文首先針對(duì)于VIENNA整流器，給出了其工作原理，分析了整流器在不同開關(guān)狀態(tài)下的工作模態(tài)。在此基礎(chǔ)上分析

2、了VIENNA整流器的工作特性，之后推導(dǎo)出VIENNA整流器在abc、dq兩種不同坐標(biāo)系下基于開關(guān)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型和等效電路。其次，在前面分析的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下對(duì)電流的解耦控制，建立了基于電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖。并深入分析了SVPWM控制算法，實(shí)現(xiàn)了三電平SVPWM與兩電平SVPWM的等效，簡化了空間矢量合成算法的復(fù)雜度，便于數(shù)字化控制的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)于VIENNA整流器存在的中點(diǎn)電位波動(dòng)問題，本文在分析不同矢

3、量的作用效果的基礎(chǔ)上，通過改變正負(fù)矢量作用時(shí)間比k，分析了在調(diào)制比小于0.875和大于0.875兩種情況下的中點(diǎn)電位控制算法。通過MATLAB/Simulink仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。搭建了一臺(tái)額定功率2kW、開關(guān)頻率為50kHz、輸出電壓650V的試驗(yàn)樣機(jī)，設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的數(shù)字控制系統(tǒng)，給出了簡化的數(shù)字實(shí)現(xiàn)算法的程序流程框圖。通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：VIENNA整流器在基于SVPWM控制算法的電壓電流雙閉環(huán)控制策略下