單相高功率因數(shù)整流器及其控制策略研究.pdf

1、隨著電力電子裝置的不斷廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)諧波及無(wú)功“污染”現(xiàn)象日益嚴(yán)重，給工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活帶來(lái)危害與不便。消除諧波并提高功率因數(shù)，已經(jīng)成為電力電子學(xué)界和全社會(huì)關(guān)注的熱門(mén)問(wèn)題。世界各國(guó)政府紛紛制定了各種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制負(fù)載裝置產(chǎn)生的諧波電流，如國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的IEC61000-3-2-4-6，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的GB17625.1-1998《低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值》等。同時(shí)，電力電子專(zhuān)家們也為此開(kāi)展了大量的研究工作，主要思想

2、是將PWM技術(shù)引入變流裝置，使交流側(cè)電流正弦化，并與電壓同相位，實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)。目前，單相高功率因數(shù)整流器的研究已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用相對(duì)廣泛，但其只限于中小功率范圍，而且在功率密度、開(kāi)關(guān)損耗、傳輸效率、系統(tǒng)成本、電磁污染和諧波畸變等方面仍不能滿(mǎn)足人們對(duì)其越來(lái)越高的性能要求。 因此，尋求新型的拓?fù)渲麟娐方Y(jié)構(gòu)，并將先進(jìn)的控制策略引入到PWM整流器中，是改善整流器質(zhì)量、提高系統(tǒng)性能和實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)的主要措施之一，是單相高功率因數(shù)整流

3、器的一個(gè)重要發(fā)展方向。本文對(duì)高功率因數(shù)整流器進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作。 1.詳細(xì)分析了功率因數(shù)校正的概念，危害、意義和目的，并介紹了功率因數(shù)校正的幾種主要策略方法。 2.分析了一種新型整流器的拓?fù)潆娐?，建立了其理想開(kāi)關(guān)、狀態(tài)空間平均、小信號(hào)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了系統(tǒng)傳遞函數(shù)，并進(jìn)行了系統(tǒng)仿真分析。 3.設(shè)計(jì)了一種單相高功率因數(shù)整流器。通過(guò)新型橋式半控拓?fù)渲麟娐罚捎肞FC控制芯片L4981A，設(shè)計(jì)了

4、一臺(tái)小功率、低成本和高功率因數(shù)整流器。 4.對(duì)整流器的模糊控制，零相位誤差跟蹤控制進(jìn)行了研究，通過(guò)MATLAB軟件分析了其控制策略。仿真結(jié)果表明，模糊控制和零相位誤差跟蹤控制都能夠很好地改善PWM控制性能。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，帶功率因數(shù)校正的整流裝置能有效的提高電源功率因數(shù)和轉(zhuǎn)換效率；模糊自適應(yīng)PID控制對(duì)于提高整流器輸出電壓的穩(wěn)定性、魯棒性和抗干擾性具有很好的效果；零相位誤差跟蹤控制通過(guò)控制輸入電流以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，且可