基于单周期控制的三相三开关三电平Boost型PWM整流器的研究.pdf

华南理工大学硕士学位论文由实验结果可以看出，V I E N N A 整流器是一种性能良好的拓扑，具有很多优点，尤其是在开关管的选择过程中可以很方便的选择所需的开关管，是一种值得推广的新颖拓扑关键词：功率因数校正，三开关，三电平，单周期控制，统一恒频积分控制器I IA B S T R A C TA BS T R A C TW i t ht h edevelopmento fscienceandt e c h n o l o g y ，t h epollutiont otheEarthi sbecomingworseandw o r s e ．A sak i n do fenvironmentthepowersystemi sfacedwithpollution．harmonicsandr e a c t i v ep o w e risoneo ftheb i g g e s tp o l l u t i o no fp o w e rs y s t e mp o l l u t i o n ．D u et ot h ei n c r e a s i n gdemandf o ri m p r o v e dp o w e rq u a l i t y ，h a r m o n i c sa n dr e a c t i v ep o w e rp r o b l e mhaveg a i n e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o n ．F o rc o n v e n t i o n a lr e c t i f i e ro f t e nconnectu n c o n t r o l l e dd i o d er e c t i f i e rw i t hc a p a c i t o rf i l t e r ，w h i c hm a k e si n p u tcurrentd i s t or t e ds e v e r e l y ．H i g ho r d e rh a r m o n i c ss e v e r e l yi n t e r f e r ed e v i c e si nthep o w e rl i n ea n di t s e l f ．T h r e e —p h a s ea c t i v ep o w e rf a c t o rc o r r e c t i o n ( P F C ) i sana c t i v em o d etoe l i m i n a t eh a r m o n i c s ，w h i c ho f t e nu s e di nm e d i u ma n dh i g h e rp o w e rlevels．T h et o p o l o g yt h r e e - p h a s e ／s w i t c h ／l e v e lB o o s t —t y p e ( V I E N N A ) r e c t i f i e ri san o v e ls t r u c t u r ea n di ss e l c o t e dt ob es t u d i e di nt h ed i s s e r c a t i O n ．I ts h o w se s p e c i a l l yt h ef o l l o w i n ga d v a n t a g e sa sc o m p a r e dt oc o n v e n t i o n a lt h r e e ·- p h a s et w o - - l e v e lc o n v e r t ers y s t e m s ：l o w e rb l o c k i n gv o l t a g es t r e s so nt h ep o w e rt r a n s i s t or ，l o w e rh a r m o n i c so ft h em a i nc u r r e n t ，h i g hp o w e rf a c t o ra n dh i g hr e l i a b i l i t yb e i n gi n h e r e n tt ot h es y s t e m ．T h em a i na c h i e v e m e n t sa r ea sf 0 1 l o w s ：1 ．S u m m a r i z et h ed e v e l o p m e n to ft h r e e —p h a s ep o w e rf a c t o rc o r r e c t i o na n dc h o o s eV I E N N Ar e c t i f i e ra st h er e s e a r c ho b j e c t ．2 ．I n t r o d u c et h eo p e r a t i n gp r i n c i p l eo fV I E N N Ar e c t i f i e r ．O nt h eb a s eo ft h eo p e r a t i n gp r i n c i p l es e v e r a l c o n t r o lm e t h o d sa r eg i v e n ．A f t e rc o m p a r eo n e —c y c l ec o n t r 0 1m e t h o di sc h o s e nt or e a l i z et h ec o n t r 0 1a i m ．3 ．U n i f i e dC o n s t a n t —F r e q u e n c yI n t e g r a t i o n ( U C I ) c o n t r o l l e rb a s e do no n e ·c y c l ec o n t r o lc o n c e p to fV I E N N Ar e c t i f i eri si n t r o d u c e d ．4 ．T ov e r i f yt h ec o n c e p tas i m u l a t i o nc i r c u i tw a sb u i l t ．5 ．A ne x p e r i m e n t a lc i r c u i tw a sb u i l ta n dv e r i f i e dt h ec o n c e p tp r o p o s e di sr i g h t ．K e y w o r d s ：P o w e rf a c t o rc o r r e c t i o n ( P F C ) ，T h r e e —S w i t c h ，T h r e e - L e v eO n e —c y c l ec o n t r o I ，U n i f i e dC o n s t a n t - F r e q u e n c yI n t e g r a t i o n1 1 1第一章绪论第一章绪论帚一早珀T 匕1 ．1 课题的理论和实际意义随着工业现代化进程的不断加快，对地球环境的污染和破坏不断加剧。

电力系统作为一种环境也面临着污染，公共电网中的谐波和无功问题是其中最大的一种污染，因此谐波和无功问题也日益受到重视为了减轻电力公害的危害程度，许多国家和国际组织纷纷制定相应的法律和法规限制谐波含量，如国际电工委员会制定的I E c l 0 0 0 —3 —2 标准，我国制定的限制谐波的规定s D l 2 6 —8 4 和国家标准G B ／T 1 4 5 4 9 —9 3 等谐波标准的制定激发了人们对功率因数校正P F c ( P o w e rF a c t o rc o r r e c t i o n ) 的研究兴趣图卜l 所示是电力电子技术及电子仪器应用中极为广泛的一种变流方案．而这种传统的二极管整流或相控整流接在交流电网上，引起非常大的电流谐波污染如图卜1a ) 所示的整流器一电容滤波电路是一种非线性元件与储能元件的组合，虽然输入交流电压”= √2 u c o s 耐，但输入电流的波形会发生严重畸变，呈脉冲状，如图卜lb ) 所示————一=一一L一LfZ ～二一————一L—La ) 传统整流器a )C o n v e n t i o m Ir e c t i f i e r—f介弋t N 少7 ’b ) 输入电压电流波形b ) W a v e f 0 眦o f i n p u tv o l t a g ea l l dc u r r e n t图卜l 传统整流器及其输入电流和电压波形F i g ．1 - 1C o n v e n t i o n a lr e c t i f i e ra I l di t si r l p 灯tc u 盯e n ta n dv o l t a g ew a V e f 0 咖由此可见，大量应用整流电路，其结果是导致电网供给严重畸变的非丁F 弦波，使无功增大，谐波污染问题严重，影响供电质量。

因此，抑制谐波和提高功率因数已成为电力电子技术、电气自动化技术及电力系统研究领域的一个重大课题，正在引起越来越多的关注第一章绪论第一章绪论 帚一早珀T 匕1 ．1 课题的理论和实际意义随着工业现代化进程的不断加快，对地球环境的污染和破坏不断加剧电力系统作为一种环境也面临着污染，公共电网中的谐波和无功问题是其中最大的一种污染，因此谐波和无功问题也日益受到重视为了减轻电力公害的危害程度，许多国家和国际组织纷纷制定相应的法律和法规限制谐波含量，如国际电工委员会制定的I E C l 0 0 0 —3 - 2 标准，我国制定的限制谐波的规定S D l 2 6 —8 4 和国家标准G B ／T 1 4 5 4 9 —9 3 等谐波标准的制定激发了人们对功率因数校正P F C ( P o w e rF a c t o r C o r r e c t i o n ) 的研究兴趣图卜l 所示是电力电子技术及电子仪器应用中极为广泛的一种变流方案．而这种传统的二极管整流或相控整流接在交流电网上，引起非常大的电流谐波污 染如图卜1a ) 所示的整流器一电容滤波电路是一种非线性元件与储能元件的组合，虽然输入交流电压u=√2uCOSODt，但输入电流的波形会发生严重畸变，呈脉冲状，如图1一lb ) 所示。

一L———L二=一fZ ～a)传统整流器a )C o n v e n t i o n a Ir e c t i f i e r—N 少7 ’介弋tb ) 输入电压电流波形b ) W a v e f o r m o f i n p u tv o l t a g ea n dc u r r e n t图1 - 1 传统整流器及其输入电流和电压波形F i g ．1 - 1C o n v e n t i o n a lrectifiera n d i t si n p u tc B r r e n ta n dv o l t a g ewaveform由此可见，大量应用整流电路，其结果是导致电网供给严重畸变的非丁F弦波，使无功增大，谐波污染问题严重，影响供电质量因此，抑制谐波和提高功率因数已成为电力电子技术、电气自动化技术及电力系统研究领域的一个重大课题，正在引起越来越多的关注华南理工大学硕士学位论文解决电网污染问题通常采用两种方式，一种是对电网自身进行无功补偿，另一种是对用电设备自身进行改进，开发新型的高功率因数的整漉器根据应用功率大小的不同，整流器有三相和单相之分，单相整流器通常用于小功率的场合，三相整流器用于中大功率的场合，故三相整流器输入端对电网的影响也越大。