定频控制策略的研究整流器常用的控制策略幅值相位控制滞环电流控制定频控制第章两电平整流器控制系统的硬件电路与软件设计主电路参数设计模块参数设计驱动电路的设计直流侧电容的选择系统软件设计转换第章两电平整流器系统实验两电平整流器控制结构系统实验结果电阻负载实验空载条件下的四象限运行第章结论与展望结论展望结束语参考文献湖南人文科技学院毕业设计第章绪论引言由于电力电子技术微电子技术和现代控制理论的快速发展，功率半导体器件性能不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关，如双极型晶体管门极关断晶闸管绝缘栅双极型晶体管集成门极换向晶闸管功率场效应管以及场控晶闸管等。功率半导体器件技术的进步，促进了电力电子变流装置的迅速发展，比较常用的有交直直交直直交交等变换，其中整流和逆变电路应用最广。年代以前，整流电路占主导地位，年代后逆变电路的应用日益广泛，但是整流电路仍占主导地位。这主要是因为逆变器和斩波器等电能变换电路中都需要直流电源，而这些直流电源大多是通过整流电路得到的。在整流电源中，目前常用的几乎都是二极管整流或晶闸管相控整流。二极管整流电路简单经济可靠，因此上个世纪它的应用十分广泛，但是这种整流器的广泛使用也带来了以下几个方面的问题二极管整流会使网侧电流波形严重畸变，造成功率因数较低，最高功率因数只可能为左右。大量无功功率的消耗会给电网带来额外的负担，不仅增加了输电线路的损耗，而且严重地影响了供电质量对二极管整流器输入电流的频谱进行分析，发现输入电流中含有丰富的低次谐波电流只能单向传输能量，节能性差直流侧电压不可调。传统晶闸管构成的相控整流电路己经非常成熟，并获得了广泛应用，但存在以下几个弊端湖南人文科技学院毕业设计交流侧输入端电流波形畸变严重深度相控状态下，交流侧功率因数低换流引起电网电压波形畸变直流侧输出电压纹波大由相控整流电源构成的直流调速系统动态响应较慢。无论是二极管不控整流，还是晶闸管相控整流，其产生的低功率因数和高谐波含量都将导致电网正弦电压畸变，增加配电系统导线与变压器的损耗，增大谐波电流，造成电网上其它用电装置严重的电磁干扰。同时，低功率因数还将降低电源系统的负载能力和可靠性，因此，消除谐波污染并提高功率因数，已成为电力电子技术中的个重大课题。为了保证电网和用电设备的安全经济运行，目前许多工业发达国家，国际电工组织都制定了相应的谐波标准，如等。我国国家技术监督局在年颁布了电能质量公用电网谐波标准，传统整流器己经不符合这些新的规定，因而需要采用补偿装置和研制高功率因数的新型电力电子装置来抑制谐波。对电网来说，可以在电力系统中加入补偿器来补偿电网中的谐波，如有源滤波，静止无功补偿等，也可以设计输入电流为正弦谐波含量低功率因数高的整流器。前者是产生谐波后进行补偿，是种事后补救的措施而后者是消除了谐波源，是种从根本上解决谐波问题的措施。整流器对电网不产生谐波污染，是种真正意义上的绿色环保电力电子装置。经过几十年的研究和发展，整流器技术己日趋成熟，其主电路己从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路其拓扑结构己从两电平单相三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制功率等级从千瓦级发展到兆瓦级。在中大功率场合特别是需要能量双向传递的场合中，整流电路具有非常广泛的应用前景。等新型电力半导体开关器件的出现和控制技术的发展，极大地促进了整流电路的发展，并使之进入了实用化阶段，目前己将其广泛应用于有源滤波器超导储能交流传动以及高压直流输电等方面。在我国，很多研究人员也展开了对整流电路的研究，但是主要以理论研究和实验室研究为主，虽然取得了定进展，但是仍然不够完善，与产业化还有较大的距离。湖南人文科技学院毕业设计本课题研究的目的及意义本课题的研究是针对通用变频器而进行的，其主电路结构如图所示。图通用变频器主电路结构图目前，变频器已广泛应用于工农业生产的各个领域，用来驱动电机或作为变频电源使用。通用变频器大多为电压型交直交变频器，这种拓扑结构使得变频器不能直接用于需要快速起制动和频繁正反转的调速场合。因为当电机减速制动时，电机处于再生发电状态要求变频器四象限运行。二极管整流电路能量传输不可逆，产生的再生电能不断积存在直流侧滤波电容上，产生泵升电压条件下的四象限运行，以及在电机带载条件下，开关频率的变化对电流波形的影响等实验。实验结果表明，三相两电平整流器具有以下优点特别是整流状态下，能够有效地抑制注入电网的谐波，使网侧电流连续，且为正弦波网侧功率因数控制如单位功率因数控制直流电压可控能量可以双向流动。即当电机正常运行时，整流器工作在整流状态当电机转速快速下降时，电机向直流母线电容回馈能量，从而使直流母线电压升高，当直流母线电压高于参考直流电压时，整流器工作在逆变状态，从而实现了变频器的四象限运行。展望由于水平时间及实验条件有限，只进行了初步的探讨，很多方面还有湖南人文科技学院毕业设计待进步的研究。进步研究逆变状态下，电流波形正弦度如何改进的问题进步研究三相电感直流侧电容的优化方法，以及两者的匹配关系，为四象限运行变频器的产业化奠定基础在三相电网电压不平衡情况下，整流器的分析和控制方法本文对三相整流器的传统拓扑结构进行了研究，如果能够通过改变主电路拓扑结构，从而对更好的改善系统运行性能将有很重要的意义三相两桥臂三电平整流器的实验研究。三电平整流器与常规的两电平整流器相比，其主电路结构虽较复杂，但它具有后者所没有的优点，尤其是三相两桥臂三电平整流器，不仅具有三桥臂三电平整流电路的优点，而且结构简单，成本低，易于数字实现，具有广阔的应用前景。湖南人文科技学院毕业设计结束语踉踉跄跄地忙碌了几个月，我的毕业设计课题也终将告段落。此次设计我所选的题目是有关整流器这方面的知识，说它陌生，在学校我们却接触过这方面的知识，说它熟悉，在拿到题目时脑海中都有些茫然，实在不知如何着手。好在大学四年所培养和锻炼出来的自学能力帮了我的大忙，在遇到不懂得问题时我能够通过到图书馆上网或者向老师虚心请教的方式等各个方面的渠道为自己的设计解疑答惑。在这个过程中，我把自己以前所学的知识联系起来，并对理论进行了具体化，不断提高自己思考的能力，段时间下来，尽管有时候有疲劳的感觉，可发现自己收获颇丰，等到最后定稿时心里喜滋滋的，特有成就感。当然，也有美中不足的地方，需要改进和完善的地方不少，还请大家多加指正。毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后个作业了。想借此次机会感谢四年以来给我帮助的所有老师同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不可或缺的部分。我的毕业指导老师刘伟元，他能以朋友或老师的双重身份在精神上和实际操作等方面给予我莫大的支持和帮助，加上他们严谨的治学风格渊博的专业基础，无时无刻不感染着我，在此由衷地道声谢谢。大学生活匆匆即过，但我却无怨无悔，在这四年中，它给我的影响不能用时间来衡量，这几年以来，我所经历过的所有人和事，都将是我以后生活回味的部分，是我为人处事的指南针。临别之际，在这里祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们路走好，相信未来总会是绚烂缤纷的，我们的青春要自己自主,湖南人文科技学院毕业设计参考文献沈安文高性能双交流传动系统的研究与开发博士论文王兆安，张明勋电力电子设备设计和应用手册北京机械工业出版社詹长江大功率高频整流系统波形控制技术研究博士学位论文，武汉，华中理工大学，中国国家标准，电能质量公用电网谐波中国标准出版社，徐金榜三相电压源整流器控制技术研究博士论文，武汉，华中科技大学，毛鸿，沈琦，吴兆麟整流器的电压控制策略研究电气传动何新霞，张加胜，王平电压型可逆整流器建模与系统仿真石油大学学报自然科学版詹长江，韩郁，赵良炳等基于电压空间矢量脉宽调制方式的新型三电平高频整流器研究电二技术学报熊健，康勇，段善旭等三相电压型整流器控制技术研究电力电子技术熊健，张凯，裴雪军等种改进的整流器间接电流控制方案仿真电工技术学报鞠儒生，陈宝贤，陈燕种新型整流器电工技术学报屈克庆，陈国呈，孙承波基于幅相控制方式的零电压软开关三相变流器电工技术学报黄科元，贺益康，胡奇峰交流励磁用三相整流器的研究浙江大学学报江学版张纯江，顾和荣，王宝诚基于新型相位幅值控制的三相整流器数学模型中国电机工程学报徐小品，黄进，杨家强瞬时功率控制在三相整流中的应用电力电子技术李玉玲，张仲超基于空间矢量的电流型整流器的功率因数校正技术研究电气传动卢至锋，张波，邓卫华三相电压型整流器非线性解祸控制研究电力电子技术学科分类号湖南人文科技学院本科生毕业设计题目基于空间电压矢量的整流器的研究学生姓名张亚学号系部通信与控制工程系专业年级自动化班指导教师刘伟元职称助教湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要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结果由本人承担。作者签名二年月日湖南人文科技学院毕业设计基于空间电压矢量的整流器的研究摘要随着现代电力电子技术的不断发展，人们日益意识到低功率因数整流系统造成的谐波污染和电网公害，因此提高功率因数成为整流系统的发展趋势。整流器对电网不产生谐波污染，是种真正意义上的绿色环保电力电子装置，也是解决谐波问题的根本措施。通用变频器的二极管整流电路能量传输不可逆，当电机减速制动时，般采用能耗制动的方式来消除直流侧产生的泵升电压。但是，在实