基于DQ坐标系的单相三电平PWM整流器研究
基于dq变换的三相pwm整流器控制方案研究及仿真
基于dq变换的三相pwm整流器控制方案研究及仿真基于dq变换的三相PWM整流器控制方案是一种常见的控制方案，可用于交流电源的直流化处理，具有高效、稳定的特点。
本文将从几个方面进行阐述，包括dq变换、三相PWM整流器以及控制方案研究和仿真。
一、dq变换dq变换是一种坐标转换方法，可将三相电压或电流向量在正交坐标系下进行描述。
在dq坐标系下，d轴表示电磁场的方向（即磁通量最大），而q轴表示旋转方向。
通过dq变换可以将三相电压或电流向量转换为dq坐标系下的两个分量，即d分量和q分量。
二、三相PWM整流器三相PWM整流器是指将三相电源经过PWM控制后输出直流电压的电路。
其基本原理是利用PWM技术控制开关管通断，将交流电源经过整流、滤波后输出稳定的直流电压。
这种电路有较高的效率和稳定性，适用于各种直流电源应用场景。
三、控制方案研究和仿真该控制方案主要分为两个模块，分别是dq变换模块和三相PWM整流器控制模块。
在dq变换模块中，通过对三相交流电压进行dq变换后，得到dq坐标系下的电压信号，进而计算出电容电压和电流的dq 值。
在三相PWM整流器控制模块中，将dq坐标系下的电容电压和电流的dq值进行计算，得到相应的PWM控制信号，控制开关管的通断，输出稳定的直流电压。
在仿真过程中，可通过MATLAB/Simulink等软件进行模拟。
首先，在Simulink中建立dq变换模块和三相PWM整流器控制模块，并通过仿真器件和信号发生器等工具进行搭建。
然后，通过输入交流电源的参数，进行仿真运行，得到输出的直流电压波形图以及电容电压、电流的dq坐标系下的波形图。
在仿真过程中可对控制参数进行调整，以达到更好的控制效果。
综上，基于dq变换的三相PWM整流器控制方案可以实现对交流电源的直流化处理，具有高效、稳定的特点。
在实际应用中，需要根据实际场景进行参数调整和控制模型优化，以达到更好的控制效果。
基于d,q坐标系的单相三电平PWM整流器研究
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅ，谢ｕ
ＰＷＭ
ｃｏｎｔｒｏｌ
６１００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｉｎ９１ｅ—ｐｈａｓｅ ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ）ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
且冗余状态量只从小矢量中选择【６１。ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２型ＤＳＰ完成系统的采样和电平作用
图５
ＳＶＰＷＭ方法
，／（１０ ｍｓ／格） （ａ）网侧输入电压、电流
＾｝＾ Ｆ１。Ｖ
｜
（ｂ）整流器输入端电』
；
１
Ｆｉｇ．５ ＳＶＰＷＭ ｍｅｔｈｏｄ
在一个开关周期瓦内，调制信号‰‘可视为恒 定值，利用伏秒平衡原理可得：
１
引
言
整流器矢量控制系统。可见，其电压外环用于稳定 直流输出电压，电流内环采用电流解耦控制；主电 路由８个ＩＧＢＴ模块构成两个对称桥臂。每个桥臂 各有２个箝位二极管；Ｃ。，ｃ２为２个直流侧支撑电 容江。，．Ｒ。为变压器次级漏感和漏电阻。为便于分 析，忽略Ｒ。，定义开关函数Ｓｉ（ｉ＝ａ，ｂ）：
ＰＷＭ整流方式功率因数高、可实现能量双向 传输，是一种真正的“绿色”电能变换【１】。其控制系 统一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制。基 于ｄ，ｑ坐标系的电流解耦控制可分别控制解耦后 的ｄ，ｑ轴电流，取得了良好的控制效果，已广泛应 用于三相整流器和逆变器。文献［２—３】介绍了几种
只的值（Ｐ，０，ｎ），Ｙ为ｓｂ的值（Ｐ，０，ｎ）。参考电压
Ｌｄｉｙｄｔ＝ｕ。一ｉ，Ｒ。一ｚ‘击，（Ｃ／２）ｄＵ批＝ｌ‘西ｉａ，￡，Ｉ一￡，ｄ。，ＲＬ（４）
将式（２）第２，３式代入式（４）第１式中，令等 式中正、余弦项系数相等，则可推导出基于ｄ，ｑ坐 标系的单相三电平ＰＷＭ整流器数学模型为：
三电平电压型PWM整流器的研究
中图 分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４１ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ １０ ２ １ ） １Ｏ ７ — ３ １０ — ０ Ｘ（０ １１ －０ ０ ０
Ｒｅｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｅ ． ｖ ｌＶｏｔ ｇ ｏ ｒ ｅ ＰＷ Ｍ ｃｉ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｔ ｒ ｅ１ ｅ ｌ ｅ Ｓ ｕ ｃ ｅ ａ Ｒｅ ｔｆ ｒ ｉ
ｐ ｉ ｔｐ ｔｎ ｉ ， ｎ ｈ ｄ ｏ ｎ ｆ ｔ ｅ ＤＣ ｃ ｐ ｃ ｔｒ ｖ ｌ ｇ ｎ ｕ ｒ ｎ ｅ ｕ ａｉ ｎ ｔ ｆ ｐ ｓ ｉｅ ａ ｄ ｎ ｇ ｔ ｅ ｒｌ ｏ ｎ ・ ｏｅ ｔ ｌ ａ ａ ｄ ｔ ｅ ｍｉｐ ｉ ｔｏ ｈ ａ ａ ｉ ｏｔ ｅ ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔｒ ｇ ｔ ｉ ｏ ａ ｌ ｏ ｍｅ ｏ ｏ ｉ ｖ ｎ ｅ ａｉ ｏｅ ｔ ｖ ｉ ｅ ｍｉｄ ｅ ｏ ｍａ ｌｖ ｃｏ ｏｅ ｔ ｌ ｂ ａ ｃ ｔ ｔ ｇ ｓ ｐ ｔ ｆｒ ａ ｄ Ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｌ ｒ ｓ ｌ ｎ ｔ ｄ ｌ ｆａ ｓ ｌ ｅ ｔ ｒ ｐ ｔｎ ｉ ａ ｎ ｅ ｓ ａ ｅ ｉ ｕ ｏ ｒ ． ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｈ ｘ ｅ ｉ ｈ ａ ｌ ｒ ｙ ｗ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ａ
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单相三电平PWM整流器关键技术研究
单相三电平PWM整流器关键技术研究摘要：随着电力系统的迅速发展和电力负荷的快速增长，传统的整流器无法满足对电力质量和效率的要求。
单相三电平PWM整流器作为一种新型的电力电子装置，具有较低的谐波含量、较高的功率因数和较高的效率等优点，成为了当前研究的热点之一。
本文主要研究了单相三电平PWM整流器的关键技术，包括拓扑结构、控制策略和谐波抑制等方面。
1. 引言单相三电平PWM整流器是一种将交流电转换为直流电的电力电子装置，广泛应用于电力系统中。
它通过控制开关器件的开关状态和占空比，实现对输出电压的调整和控制。
传统的整流器存在谐波较多、功率因数较低等问题，而单相三电平PWM整流器具有较低的谐波含量、较高的功率因数和较高的效率等优点。
2. 拓扑结构单相三电平PWM整流器主要由两个H桥逆变器组成，其中一个H桥逆变器与输入交流电源相连，另一个H桥逆变器与电容并联。
该结构可以实现三个输出电平，从而减小了输出电压的谐波含量。
3. 控制策略单相三电平PWM整流器的控制策略是实现其优良性能的关键。
常见的控制策略包括基于三角载波的PWM控制和基于空间矢量调制的PWM控制。
前者通过在每个半周期内对比较器输出进行调整，实现对输出电压的控制；后者通过改变矢量图形的形状和位置，实现对输出电压和电流的精确控制。
4. 谐波抑制谐波抑制是单相三电平PWM整流器关键技术中的一个重要方面。
为了减小输出电压的谐波含量，可以采用谐波抑制技术，如添加滤波电感、采用多级拓扑结构等。
5. 结论单相三电平PWM整流器作为一种新型的电力电子装置，在电力系统中具有广泛的应用前景。
本文研究了单相三电平PWM 整流器的关键技术，包括拓扑结构、控制策略和谐波抑制等方面。
研究结果表明，采用适当的拓扑结构和控制策略，能够实现较低的谐波含量、较高的功率因数和较高的效率。
然而，由于单相三电平PWM整流器的复杂性，还需要进一步研究和改进，以满足电力系统对电力质量和效率的要求。
毕业论文-单相三电平SPWM整流器的研究与设计(shrimplm)
毕业论文-单相三电平SPWM整流器的研究与设计(shrimplm)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊摘要随着电力电子器件、高精度高速运算芯片、实时仿真及控制等技术的飞速发展，各类电力电子装置正广泛地应用于交直流可调电源、电力供电系统、电气传动控制与电化学生产等领域，然而大多数的电力电子装置都是通过变流器与电网相连，总存在网侧功率因数低以及输入电流谐波成分高的问题。
为了减小谐波干扰对电网质量的危害，以及可能因此而引发的事故，1994年3月国家技术监督局颁布了国标GB/T 14549-1993《电能质量公用电网谐波》。
抑制电力谐波提高功率因数的方法主要有两种，一种是装设专用的谐波补偿装置，该方法相应地带来了成本增加的问题；另一种是采用新型的高功率因数变流器。
PWM整流器作为高功率因数变流器的一个重要方向，在各种工业生产领域扮演着重要角色。
它不仅要求中间直流环节的电压保持恒定，交流侧功率因数为1，还要求尽量减少电流谐波。
然而相对于两电平PWM整流电路，三电平PWM整流器的功率开关管所承受的关断电压为直流侧电压的一半，减少了功率开关管的电压强度，同时电平数的增加使入端电流更接近正弦波，在同样的的开关频率及控制方式下，其电流谐波总畸变率（THD）要远小于两电平PWM整流器。
因此，本毕业设计以单相三电平PWM整流器为研究对象, 首先介绍了课题的产生背景、研究概况及意义，阐述了PWM整流器的工作原理，并对其开关工作模态以及拓扑结构进行了分析；其次，在此基础上，建立了三电平整流器的系统数学模型，并对PWM控制技术进行总结，采用电压电流双闭环控制，利用MATLAB/Simulink进行了仿真实验。
仿真结果表明，系统的工作情况与理论分析相符合，该系统不仅能使直流电压在一定范围内可调，而且使整流器交流侧电流谐波降低，实现了单位功率因数运行。
关键词：三电平整流功率因数校正MATLAB仿真┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊电流1u直流侧电容C1两端电压2u直流侧电容C2两端电压aS1-a S4/ b1S-b S4三电平整流器左/右半桥臂四个开关管aVD1-aVD4/bVD1-bVD4三电平整流器8个反并联二极管1C/2C直流侧上下两个支撑电容R入端电阻L入端电感LR直流侧输出负载电阻AS三电平整┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊流电路简化模型的A相开关BS三电平整流电路简化模型的B相开关目录摘要 ...................................................................................................................................... I I ABSTRACT........................................................................................... 错误!未定义书签。
三电平PWM整流器研究
关键词：三电平 PWM 整流器 中点控制方法
数学模型空间矢量 双闭环控制
PWM 中点平衡问题 复合控制
I
ABSTRACT
In recent years, high- voltage and high-power power electronics devices have been widely used.
Compound control
III
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律效果由本人承担。
基于d-q坐标的单相PWM整流器的优化控制[发明专利]
![基于d-q坐标的单相PWM整流器的优化控制[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5c3a8df9cc7931b764ce152e.png)
专利名称：基于d-q坐标的单相PWM整流器的优化控制专利类型：发明专利
发明人：舒泽亮,宋莎莎,林静英,陈亚军,何晓琼
申请号：CN201510136650.3
申请日：20150326
公开号：CN104779648A
公开日：
20150715
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于d-q坐标的单相PWM整流器的优化控制方法，采用电压外环和电流内环的双闭环实现整流器电流的无功分量和功率因数控制，在传统的单相d-q解耦控制的基础上，优化了单相整流器的数学模型，变换器的端口电压在d，q坐标系上的分量U，U分别仅由一个分量组成，且采用有功无功交叉控制。
相对于传统的d-q解耦控制，本发明的控制结构更为简单明了，易于控制器的数字化实现，系统的动态响应速度更快，系统稳定时间更短，可以控制整流器电流的无功分量，易于实现任意功率因数控制。
申请人：西南交通大学
地址：610031 四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处
国籍：CN
代理机构：成都信博专利代理有限责任公司
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单相三电平PWM整流器电流解耦控制方法
单相三电平PWM整流器电流解耦控制方法黄嘉鹏;张斐【摘要】Working principle of single phase three-level neutral-point-clamped（NPC） PWM rectifier is discussed and a mathematic model of the PWM rectifier on the dq reference frame is set up.This paper introduces a current decoupled control strategy that decline significantly complexity of the control puter simulation and experiment results demonstrate that this rectifier under current decoupled control has higher power factor and better dynamic performance,which confirms the effectiveness of the control strategy.%基于单相三电平中点箝位（Neutral Point Clamped,NPC）PWM整流器的工作原理,将dq坐标系引入单相整流器,给出了dq坐标系的整流器数学模型。
提出了一种电流解耦控制策略,对解耦后的d、q轴电流分别进行比例控制,极大地降低了控制系统设计的复杂性,并具有良好的线性控制特性。
计算机仿真和实验结果表明,基于电流解耦控制的PWM整流器功率因数高、动态性能好,验证了该策略是正确可行的。
【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2012(029)002【总页数】5页(P8-11,20)【关键词】解耦控制;SVPWM;三电平整流器【作者】黄嘉鹏;张斐【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM4610 引言与传统不控整流或相控整流方式相比，PWM整流方式具有功率因数高、可实现能量双向传输等优点，是一种真正的“绿色”电能变换［1］。