摘要: |
船舶电力推进是船舶工业发展的必然趋势,本文针对船舶电力推进应用中的船用电压型变频器存在的谐波污染严重、功率因数低等问题,提出并研究了三相PWM整流器系统,进行了相关控制系统设计及实验研究。所研制的三相PWM整流器能够有效降低谐波污染,提高功率因数。本文以船舶电力推进试验系统功率电压等级相符、成本合适、结构简单的三相半桥电压型整流器为研究对象,首先分析了三相PWM整流器系统的工作原理,建立了旋转坐标系下三相电压型PWM整流器的数学模型。其次,分析了开关死区的存在条件,讨论了一种新型的无死区控制方法。基于旋转坐标系,应用了一种电网电压定向的双闭环空间矢量调制的三相PWM整流器控制方法,并对空间矢量调制算法进行了研究。本文研发了三相电压型PWM整流器试验系统,以TMS320F2812 DSP为核心处理器,设计了数字控制系统电路,包括隔离采样调理电路、IGBT驱动电路、光纤隔离电路、保护电路、人机接口(液晶显示,键盘输入)等,编制了系统控制软件,实现了AD转换、数字PI调节器、SVPWM生成器等算法。在硬件软件设计的基础上,利用MATLAB/SIMULINK完成了船舶电力推进试验系统用三相电压型PWM整流器的仿真与测试,仿真结果表明设计方案的正确性和有效性。进行的相关试验研究结果表明:本文研制的系统电流谐波含量少,功率因数高,系统动态性能好,满足系统设计要求。 |