PWM整流器在能量回馈系统中的应用要点.docx
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PWM整流器在能量回馈系统中的应用要点
xxxxxxxxx大学
本科生毕业设计
姓名:
学号:
学院:
专业:
论文题目:
PWM整流器在能量回馈系统中的应用专题:
指导教师:
职称:
2012年6月xxxxxx
Xxxxxxxxxxx大学毕业设计任务书
专业年级电气08班学号学生姓名
任务下达日期:
2011年12月14日
毕业设计日期:
2011年12月20日至2012年6月5日
毕业设计题目:
PWM整流器在能量回馈系统中的应用
毕业设计专题题目:
毕业设计主要内容和要求:
1.了解PWM整流器和能量回馈单元的工作原理;2.建立能量回馈单元的数学模型;3.研究能量回馈单元电流控制技术;4.设计主电路的参数;
5.采用matlab/simulink对PWM整流器控制系统进行仿真。
指导教师签字:
郑重声明
本人所呈交的毕业设计,是在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。
所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本毕业设计的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本论文属于原创。
本毕业设计的知识产权归属于培养单位。
本人签名:
日期:
XXXXXXXX大学毕业设计指导教师评阅书
指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能
力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):
成绩:
指导教师签字:
年月日
XXXXXXXX大学毕业设计评阅教师评阅书
评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运
用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):
成绩:
评阅教师签字:
年月日
XXXXXXXX大学毕业设计答辩及综合成绩
摘要
随着调速系统不断的发展,通用变频器在生产实践中有广泛的应用。
但是通用变频器的整流部分是不可逆的,这就决定了它在调速系统中的局限性。
当电机处于再生制动状态时,再生制动的能量传到变频器的直流侧滤波电容上,产生泵升电压。
常用外接制动电阻和制动单元吸收能量,这种方法不仅浪费能源,有时也会产生副作用,并且随着国民经济的迅速发展,能源问题在当今受到了越来越多的关注,因此,为了解决这一问题,本文提出了将能量回馈到电网中去的可行实施方案。
首先对变频电源能量回馈的原理进行了分析,着重分析了SPWM波形的几种产生方法。
建立了PWM整流器在三相静止坐标系下的数学模型,利用坐标变换概念,使三相交流量转化为两相直流量,得到同步旋转坐标系下的简化数学模型,为控制系统设计提供了理论依据。
接着,建立了能量回馈单元的数学模型,同时分析了能量回馈单元的电流控制技术。
最后,本文介绍了系统的主电路参数设计,包括主功率开关器件的选择、直流侧电压的设计、交流侧电感的设计和直流侧电容的设计。
并对电流控制技术进行了仿真。
关键词:
PWM整流器;能量回馈;SPWM;MATLAB仿真
ABSTRACT
Withthedevelopmentofthevariablespeedsystem,generalinverterhaveawideapplicationsinpractice.Butthepartofconvertisnotreversible,thisdecidethelimitinvariablespeedsystem.Whenmotorrunduringtheregenerativebraking,theenergyisfedbackfromthemotortothefilteringcapacitanceintheDCsideofgeneralinverter,generatespumpvoltage.Usuallybybrakingresistanceandbrakingunitconsumetheenergy,thisisnotonlywasteenergy,butalsobuildsideeffect.Fortheseproblems,peoplegiveanideaoffeedingenergytopower.
FirstlythebasicprincipleoftheenergyfeedbackequipmentandSPWMtechnologyisintroducedindetails.Themathematicmodelinthree-phasestaticabccoordinateissetup,Accordingtocoordinatetransformation,thethreephaseACvariablesaretransformedtotwophaseDCvariablesandthesimplifiedmathematicalmodelindotwo-phaserotatingcoordinateisacquired,whichprovidestheoreticalbasisforthefuturedesignofcontrolsystem.
Then,aunitofenergyfeedbackmathematicalmodel,andanalysestheenergyfeedbackunitofcurrentcontroltechnology
Finally,thispaperintroducesthesystemofmaincircuitdesignparameters,includingthepowerswitchdeviceofchoiceofvoltagedcsidedesigncommunicationsidetheinductanceofthedesignandthedesignofthedcsidecapacitancecurrentcontroltechnologyandthesimulation.
Keywords:
PWMrectifier;energyfeedback;SPWM;MATLABsimulation
目录
1绪论.........................................................1
1.1课题研究背景............................................1
1.1.1变频调速系统的发展.................................1
1.1.2能量回馈制动.......................................1
1.1.3PWM整流器的提出...................................2
1.2课题研究的目的及意义....................................4
1.3本文研究的主要内容......................................6
2能量回馈单元工作原理及建模....................................6
2.1能量回馈装置的工作原理..................................6
2.1.1120度导通方式.....................................8
2.1.2180度导通方式.....................................9
2.2电压型能量回馈单元的数学模型............................9
2.2.1三相PWM整流器的一般数学模型......................10
2.2.2三相PWM整流器的dq数学模型.......................15
2.3PWM技术................................................20
3能量回馈单元电流控制技术.....................................22
3.1滞环比较PWM电流控制[12].................................23
3.2三角波比较PWM电流控制[24][25][26]...........................23
4能量回馈系统的主电路参数设计.................................27
4.1直流侧电压的设计.......................................27
4.2交流侧电感的设计........................................28
4.2.1满足功率指标时的电感设计..........................29
4.2.2满足瞬态电流跟踪指标时的电感设计..................31
4.3直流侧电容的设计.......................................33
5基于matlab的能量回馈系统的仿真..............................35
5.1仿真参数...............................................36
5.2电流滞环控制仿真波形...................................37
5.3三角波比较控制仿真波形..................................40
全文总结.......................................................41
参考文献.......................................................43
附录..........................................................45
翻译部分.......................................................46
英文原文...................................................46
中文译文...................................................54
致谢..........................................................61
XXXXXXX大学2012届本科生毕业设计
1
1绪论
1.1课题研究背景
随着世界经济的
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- PWM 整流器 能量 回馈 系统 中的 应用 要点