【摘 要】
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随着电力电子技术迅猛发展和人类对能源节约的重视,电力电子设备因其在实际工程应用中的高效实用而备受关注。其中,PWM整流器由于自身低谐波污染、单位功率因数运行等优势而
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随着电力电子技术迅猛发展和人类对能源节约的重视,电力电子设备因其在实际工程应用中的高效实用而备受关注。其中,PWM整流器由于自身低谐波污染、单位功率因数运行等优势而在众多领域中得到广泛使用。在实际工程应用过程中,影响PWM整流器各项性能指标最主要因素是系统所采用的控制系统策略。所以,近年来针对PWM整流器控制策略的研究已经成为各国学者的重点研究方向。在众多的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略由于具有快速跟踪功率、快速动态响应、高功率因数、结构简单易于实现等特点在众多的控制策略中脱颖而出,备受关注。传统电压定向型直接功率控制(VO-DPC)系统瞬时功率内环控制大多采用开关矢量表和功率滞环比较器,这样就会引起整个系统工作时开关频率不固定、控制滞后等问题。为了解决这些问题,本文提出了一种基于模型预测的直接功率控制(MP-DPC)策略。解决了控制滞后的问题,这种控制策略使用模型预测控制器来代替滞环比较器,提高了系统响应。同时,这种控制策略还与空间矢量调制技术(Space Vector Pulse Modulation,SVPWM)结合使用,以电源电压的平均电压矢量作为整个控制过程的基矢量,进行电压空间矢量调制控制。这种方法在使DPC系统的结构更加简单,降低了设计难度。本文首先从三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构入手,从数学模型和瞬时功率理论两方面进行分析。其次分析VO-DPC和MP-DPC两种策略的拓扑结构,研究设计方法并搭建数学模型。最后在MATLAB仿真软件中,利用simulink搭建VO-DPC和MP-DPC两种策略仿真模型,通过对两种控制策略仿真实验结果的对比分析来证明本文所提出的MP-DPC策略的有效性及可行性,并且在控制效果上优于传统的VO-DPC策略。
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