PWM整流器的直接功率控制策略研究
资料介绍：
PWM整流器的直接功率控制策略研究(任务书,开题报告,外文翻译,论文11900字)
摘要
摘要：PWM整流器具有能量双向流动、网侧电流正弦、低谐波的输入电流、恒定的直流电压控制、容量较小的滤波器及高功率因数（近似为单位功率因数）等特征，有效地消除了传统整流器输入电流谐波含量大、功率因数低等问题，被广泛应用于有源电力滤波、超导储能、新能源发电等工业领域。PWM 整流器控制策略有多种，其中直接功率控制方法,因其具有简单实用、抗干扰能力强、动态性能良好以及可实现有功无功的解耦控制的特性而被广泛应用。现如今，各种新颖的控制方法也层出不穷。
本文首先对PWM整流器控制技术的现状进行了分析，介绍了当前比较新颖的整流控制策略。基于传统的电压定向直接功率控（VO-DPC）策略，阐述了PWM整流器工作原理和拓扑结构，及在各个坐标系下的数学模型；分析了电压定向直接功率控（VO-DPC）系统的组成，并引入了空间矢量脉宽调制（SVPWM）的概念，探讨预测直接功率控制（P-DPC）策略的可行性。该方法基于功率预测模型，在固定时间间隔内以满足功率误差最小为原则来选择电压矢量，从而完成直接功率控制的定频控制。该策略将功率预测控制理论与空间矢量调制技术结合代替原来的滞环比较器与开关表。
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在MATLAB/SIMULINK环境下分别搭建VO-DPC的系统模型和P-DPC的系统模型进行仿真对比分析，分析结果证明P-DPC的控制效果比VO-DPC好很多，该控制策略能获得更好的稳态性能和动态性能，相比于传统的电压定向控制具有更快的功率响应，实现了频率固定，使整流器参数设计简化，从仿真、实验进行对比分析，验证了其可行性。
关键词：PWM整流器；直接功率控制；电压定向控制；空间矢量脉宽调制；预测算法
PWM Rectifier Direct Power Control Strategy Research
ABSTRACT
ABSTRACT: PWM Rectifier with two-way flow of energy, sinusoidal line current, low input harmonic current, constant DC voltage control, smaller capacity filters and high power factor (approximate unity power factor) and other features, effectively eliminating the conventional rectifier input large current harmonic content, and low power factor problems, is widely used in industrial fields four-quadrant AC drive, active power filter, superconducting magnetic energy storage, new energy power generation. There are a variety of PWM rectifier control strategy, which is due to direct power control method is simple and practical, anti-interference ability, good dynamic performance and achieve decoupling control of active and reactive properties and is widely used, a variety of novel control methods are endless.
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Firstly, the status of PWM rectifier control techniques were analyzed, introduced the current relatively new rectifier control strategy. Composition based on traditional directional voltage direct power control (VO-DPC) strategy, elaborated the principle and PWM rectifier topology and mathematical models in various coordinate systems and analyzes the voltage oriented direct power control (VO-DPC) system and the introduction of space vector pulse width modulation (SVPWM) concept, to explore the feasibility of predictive direct power control (P-DPC) strategy. The predictive power of the model based, at fixed time intervals in order to meet the minimum error power in principle to select the voltage vector, thereby completing the direct control of the power control constant frequency. The strategy will power prediction control theory combined with space vector modulation technology to replace the original comparator with hysteresis switching table.
In the MATLAB / SIMULINK environment were built VO-DPC system model and system model to simulate P-DPC comparative analysis and the results prove that the control effect of P-DPC much better than VO-DPC, the control strategy can obtain better steady-state and dynamic performance, compared to the conventional orientation control voltage in response to a faster power to achieve a fixed frequency, so that the design parameters of the rectifier simplified, comparative analysis from simulation experiment to test the feasibility.
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Key words: PWM Rectifier; Direct Power Control; voltage oriented control; Space Vector Pulse Width Modulation; predictive algorithm.
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目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 PWM整流器的研究现状分析 2
1.2.1 PWM整流器研究现状 2
1.2.2 PWM整流器控制策略 2
1.3 直接功率控制 3
1.4 论文各部分的主要内容 3
第二章 三相PWM整流器 4
2.1 PWM整流器的工作原理及拓扑结构 4
2.2 PWM整流器的数学模型 5
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2.2.1 三相静止坐标系( )下的数学模型 5
2.2.2 两相静止坐标系( )下的数学模型 7
2.2.3 两相旋转坐标系( )下的数学模型 8
第三章 直接功率控制（DPC） 11
3.1 瞬时功率的定义 11
3.1.1 三相静止坐标系( )下的功率定义 12
3.1.2 两相静止坐标系( )下的功率定义 12
3.1.3 两相旋转坐标系( )下的功率定义 13
3.2 传统的电压定向直接功率控制 14
3.2.1 PWM直接功率控制系统结构 14
3.2.2 传统开关表构造原理 15
3.3.2 三状态开关信号的控制策略 17
3.3 预测直接功率控制 18
3.3.1 基于空间矢量的P-DPC控制系统结构 19
3.3.2 预测算法 19
3.3.3 空间电压矢量脉宽调制(SVPWM) 21
第四章 PWM整流器直接功率控制仿真 22
4.1 传统的电压定向直接功率控制系统仿真 22
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4.2 预测直接功率控制系统仿真 25
4.3 仿真结果分析 27
4.3.1 P-DPC的动态性能分析 28
4.3.2 P-DPC的控制延时补偿分析 29
第五章 总结与展望 31
5.1 全文总结 31
5.2 不足与展望 31
参考文献 32
致谢 34
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