本科毕业论文---三相四桥臂逆变电源的设计.doc

浦江学院2015届毕业设计（论文）题目：三相四桥臂逆变电源的设计专业：电气工程及其自动化班级：浦电气1105姓名：张杨指导老师：梅磊起讫日期：2015-01~2015-062015年6月I三相四桥臂逆变电源的设计摘要传统的三相逆变电源采用三桥臂结构，但是在不对称负载情况下，三相输出电压会产生负序分量和零序分量，这些因素会干扰系统的输出效果，造成系统三相电压输出不对称。为了抑制这种不对称的情况，本文引用了三相四桥臂拓扑结构。三相四桥臂逆变电源可以在三相负载不对称时保持三相输出电压的对称输出，且具有系统容量小成本较低的优点。本文通过建立三相四桥臂逆变电源的数学模型，由数学模型可以得到输出电压和电感电流等各个变量之间的关系，从而实现对输出电压的控制。本文构建了基于瞬时对称分量法下四桥臂逆变器的平均模型，该逆变器在带三相不平衡负载的情况下，可以提供三相对称电压。三相电压和电流通过瞬时对称分量法可以分解为瞬时的正序、负序和零序分量，并在各自的参考系中转变成直流信号，再分别加以PI控制。同时本文给出了控制器设计的详细推导和软件实现方法。关键词：三相四桥臂逆变电源，数学模型，对称分量，三相对称电压IITheDesignofThree-phaseFour-legInverterAbstractConventionalthree-phaseinverteradoptsthree-legtopology.Butwhentheloadsareunsymmetric,undesiredcomponentsofnegativesequenceandzerosequencewhichcomefromthree-phaseoutputvoltageswillcauseunsymmetricoutputinsystem.Forthesakeofsuppressingtheasymmetry,athree-phasefour-leginverterwhichisproposedinthispapercanensurethethree-phasesymmetricaloutputswhentheloadsareunsymmetric,inadditionithastheadvantagewithsmallercapacityandlowercost.Thispaperestablishfourbridgethree-phaseinverterarmofthemathematicalmodel,themodelcangetfourbridgethree-phaseinverterarmoftheoutputvoltageandcurrent,inductanceoftherelationshipbetweenthedifferentvariables,soitcanrealizetheoutputvoltagecontrol.Thethesishavebuiltaveragemodelsofafour-leginverterbasedonthesymmetricalcomponents,andproposedaimprovedcontrolstrategy.Symmetricalcomponentsofthree-phasevoltageandcurrentaredecomposedintoDCquantitieswhichcanbecontrolledbyPIintheirrespectivereferencesystems.Thispaperdescribesthedetailedderivationofcontrollerdesignandsoftwareimplementation.Keywords:four-legthree-phaseinverter，mathematicalmodel，symmetricalcomponents，Thethree-phasesymmetricalvoltageIII目录摘要IABSTRACT………………………………………………………………………II第一章绪论11.1本课题研究背景以及研究意义21.2本课题的研究现状31.2.1具有带不对称负载能力的三相逆变电源41.2.2三相四桥臂逆变电源研究现状51.3本课题的主要研究内容6第二章三相逆变器的数学模型72.1在ABC静止坐标系中建立三相三桥逆变器的数学模型82.2在ABC静止坐标系中建立三相四桥臂逆变器的数学模型92.3三相四桥逆变器在dqo旋转坐标系中的数学模型102.4本章小结11第三章三相四桥臂逆变电源的控制策略123.1对称分量法的理论与实现方法133.2正负零序分量的平均模型143.3正序、负序和零序分量的控制策略153.4系统仿真实验163.5本章小结17