组合式三相高功率因数AC/DC变换器研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zelda999
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电力电子设备的普及在电网中产生了大量的谐波,有源功率因数校正(APFC)技术是提高功率因数以及抑制电流谐波的有效方法。目前单相APFC技术的研究较为成熟,而在中大功率场合中则一般采用三相APFC技术。三相APFC按结构可分为两级APFC和单级APFC,其中单级APFC相对于两级APFC具有功率密度高、结构简单以及效率高等优点,是三相APFC技术中一项重要的研究方向。本文以一种单级式的组合式三相高功率因数AC/DC变换器拓扑为研究课题,对变换器的结构、数学模型以及控制策略等进行了研究。本文所提出的组合式三相高功率因数AC/DC变换器能够同时实现功率因数校正、输入输出电气隔离以及输出调压的功能,文中首先介绍了组合式三相高功率因数AC/DC变换器的拓扑结构,它是由三个单相全桥电路通过磁组合变压器结合而成,接着对这种新颖的磁组合变压器进行了理论分析,在此基础之上,对变换器的功率因数校正功能的机理以及工作模态进行了详细的分析。根据变换器的稳态方程建立了变换器的开关周期平均模型等效电路以及线性化模型,根据变换器数学模型提出了间接电流控制和直接电流控制两种控制策略,利用Matlab/Simulink软件搭建了变换器的仿真模型,对其进行了仿真研究,验证了变换器等效电路模型正确性和控制策略的可行性。论文给出了变换器主电路参数设计方法,控制系统采用Freescale公司的DSP芯片MC56F8346作为核心处理器,完成了整个系统的软硬件设计。完成一台15k W的原理样机进行实验验证,实验结果达到了功率因数校正的目的,满足设计要求,证明变换器在中大功率场合有着一定的应用前景。
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