Matlab在环保型变频器研究中的应用

论文编号:ZD372  论文字数:38497,页数:79，有开题报告，任务书，文献综述
 
摘  要： 本文结合变频器领域的应用情况详细介绍了电路仿真软件matlab及其应用特点和应 用 范 围；随着大功率半导体技术的发展，尤其是IGBT器件的出现，变频器的研究和生产进入一个新的水平。针对国内外变频器的发展现状以及面临能源的开发与利用又对环境的保护重大影响，提出了环保型变频的技术方案。本论文采用理论分析和数字仿真相结合的方式，以三相交-直-交电压型变频器为研究对象，对其进行了较为深入和完整的理论分析和仿真研究。首先，从三相电压型PWM整流器工作的基本原理和控制的一般规律出发，引出了在一个电压闭环的整流器系统中，整流器各项参数的选定的一般依据。其次，详细论述了利用matlab工具箱中simulink建立环保型变频器结构模型的仿真模型，通过空 间 矢 量SVPWM法实现环保型变频的技术方案。最后，对这种模型作了仿真研究，给出了仿真结果，它可使输入电流为正波，功率因数接近为1，对电网谐波污染接近于零，系统动态性能较好，从而对所建立的仿真模型的正确性作了验证。仿真结果表明，环保型变频器是可以实现的，变频器有着远大的的发展前景。

关键词： matlab ；IGBT；环保型变频器； PWM整流器； simulink仿真 ； SVPWM 
 
 
 The Appliance of Matlab in the Research of the
 Environmentalistic Transducer
 
Abstract: Combining the appliance of transducer field, this paper introduces the electrocircuit simulation software, matlab,  and its appliance traits and appliance scope .With the development of high power semi-conductor technology, especially,the appearance of  IGBT , the research  and  production on transducer takes on a new look. Contraposing the development state of home and aboard’s Transducer and facing  the problem that the  exploitation and using sources  affect  environment protection  heavily, it proposes  Environmentalistic Transducer technical Scheme. A  three-phase AC-DC-AC voltage-source Transducer was studied with theoretical analysis and digital simulation. Firstly, the basic principle and control law of a three-phase AC-DC-AC voltage-source Transducer gives to specify the parameters of a rectifier system with a closed voltage loop. Secondly, in detail, it addresses the technical  scheme of  the Appliance of  Matlab  in  the  Research  of  the Environmentalistic  Transducer  ,using simulink ,one of the tools in matlab, to establish structure model, through the control of dimensional vector SPWM  to make simulation . Finally, this paper makes simulation  research on it ,  then, shows some comparative results to validate the model it sets up.That is ,power factor comes up to one,the harmonic pollution to power net equal to zero.The outcome indicates the Research of the Environmentalistic Transducer is realizable and it will be glorious in the future.
Keywords:  matlab；    IGBT；     environmentalistic transducer ；
 PWM Rectifier； computer simulation；   SVPWM

 目   录

摘  要……………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………Ⅱ
第一章  绪  论…………………………………………………………………1
 1.1  本课题研究背景……………………………………………………..1   
 1.2  电力电子技术…………………………………………………….. 1
           1.2.1  电力电子技术概述…………………………1
 1.2.2  典型电力电子器件介绍…………………………………...2
 1.3  PWM整流技术 ……………………………………………………3
 1.3.1  PWM整流技术的发展历程…………………………………3
 1.3.2  PWM整流器的分类…………………………………………4
 1.4  计算机仿真技术…………………………………………………5
 1.4.1  计算机仿真技术发展现状………………………………...5
 1.4.2  电力电子仿真技术研究现状……………………………...6
 1.4.3  电路仿真软件……………………………………………...6
 1.5  变频器技术……………………………………………………..7
 1.5.1  变频技术的发展历程………………………………………7
 1.5.2  变频器面临的问题…………………………………………8
1.6 本论文主要任务…………………………………8
第二章 整流电路…………………………………………………………………9
        2.1 单相整流电路……………………………………………………9
 2.2 三相整流电路……………………………………………………….. .10
 2.3 整流电路的谐波和功率因数…………………………………………11
 逆变电路………………………………………………………………………..13
        3.1 换流方式………………………………………………………13
        3.2 电压型逆变电路………………………………………………14
第四章 PWM 控制技术…………………………………………………………15
 4.1  PWM 控制的基本原理 ………………………………………………15
 4.2  PWM整流电路及其控制法…………………………………………...15
 4.2.1  PWM整流电路工作原理…………………………………...16
 4.2.2  PWM整流电路控制法……………………………………...17
 4.3  PWM逆变电路及其控制法…………………………………………...19
 4.3.1  计算法……………………………………………………..19
 4.3.2  调制法……………………………………………………..19
 4.3.3  跟踪控制法………………………………………………..19
 4.4  控制系统调节器参数的设计…………………………………24
 4.4.1  直流链电压调节器参数的设计…………………………24
 4.4.2  电流调节器参数的设计…………………………………25
第五章 空间矢量PWM控制方法SVPWM ……………………………27
第六章 三相AC-DC-AC电压型变频器基本原理………………………32
 6.1  电压型变频器工作原理……………………………………… 32
 6.1.1变流器工作在順变状态……………………………………33
 6.1.2变流器工作在逆变状态……………………………………34
 6.2  三相电压型PWM变频器的数学模型………………………35
 6.2.1  三相静止坐标系……………………………………… 38
 6.2.2  两相静止坐标系……………………………………… 40
 6.3  三相PWM整流器电压电流控制基本原理…………………41
 6.3.1  交流电压的给定和直流电流的调节………………… 41
 6.3.2  整流器的电压闭环控制……………………………… 42
 6.4  变频器电路参数的选择………………45
 6.4.1  直流母线电压参考值的设定………………………… 45
 6.4.2  交流滤波电感参数的选择…………………………… 46
 6.4.3  直流侧滤波电容参数的选择………………………… 47
 环保型变频器的仿真研究…………………………………………48
 7.1 Simulink仿真结构模型的建立……………………………48
 7.1.1   基于SVPWM整流器的简单算法………………………48
 7.1.2   系统主回路仿真说明……………………………………55
 7.2 电路参数和控制参数的影响………………………………………59
 7.3 仿真结果…………………………………………………………… 60
 7.4 电流电压谐波含量的定性分析…………………………………… 64
第八章 结论与展望…………………………………………………………67
 8.1 结论………………………………………………………………… 67
 8.2 展望………………………………………………………………… 67
致谢……………………………………………………………………………69
[参考文献]…………………………………………………………………70
附录AC-DC-AC PWM Convertor ……………………………………71