单周控制三相高功率因数整流技术研究 电气工程专业论文.docx

单周控制三相高功率因数整流技术研究 重庆大学硕士学位论文 学生姓名：何立新 指导教师：郑连清 副教授 专 业：电气工程 学科门类：工 学 重庆大学电气工程学院 二 OO 八年四月 Research on One Cycle Controlled Three-phase High Power Factor Rectifier Technology A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering By He Lixin Supervisor: Associate Prof. Zheng Lianqing Major: Electrical Engineering College of Electrical Engineering Chongqing University, Chongqing, China April 2008 重庆大 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 I I 摘 要 电力网的谐波主要由各种大容量电力和变流设备及其他非线性负荷等产生。 谐波的危害是非常严重的，对各种电力设施、用电设备，继电保护、自动装置、 计算机、测量和计量仪器以及通信系统等均有不利的影响，并危及广大用户的正 常用电和生产，为了解决传统整流设备输入电流谐波含量高、功率因数较低的问 题，人们提出了多种高功率因数整流方案。PFC 技术不仅可以降低线路损耗、节 约能源、还可以减小电网的谐波污染，提高电网供电质量，因此，研究整流设备 的功率因数校正技术具有重要的现实意义。目前单相功率因数校正技术已趋成熟， 而三相功率因数校正技术正成为国内外研究的热点。 本文首先介绍了单周控制理论及其分类，并对单周控制在功率因数校正中的 应用现状进行了综述。推导了三相标准 Boost 型 PFC 的单周控制方程，并对其进 行低频大信号建模，运用特勒根定理建立单周控制三相标准 Boost 型 PFC 小信号 模型，并进行了闭环设计，仿真验证闭环设计的正确性。结合仿真推导出系统稳 定性条件，以及对不同开关组合与电感电压和电感电流的关系进行了仿真和定性 分析，推导出主电路参数对电感电流纹波的影响关系，在此基础上对主电路参数 优化设计。对系统动态特性进行分析，分析各物理量之间的关系以及在各个扰动 下系统的稳定性，对积分时间常数取值进行了讨论，为实际设计提供参考依据。 最后进行了实验电路的研究设计。 关键词：功率因数校正，单周控制，小信号模型，电感电流纹波，积分时间常数 重庆大 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 II II ABSTRACT The harmonic in the power grid is mainly generated by the various high capacity power converters and other nonlinear loads. The harmonic does damages to the various power equipment such as relay protection equipment，automatic system，computer， measuring and batching instrument and so on. For solving the problems of the high harmonic content and low power factor in the tradition rectifiers, the power factor correction (PFC) technology was proposed to reduce loss，save energy，decrease harmonic pollution and increase the power quality. So studying on the PFC is significant. At present，the single-phase PFC technology is maturing and people are with focus on the three-phase PFC technology gradually. The paper analyzes the operation principle of one cycle control and the existing condition of its application in the PFC te