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博碩士論文 etd-0806113-083012 詳細資訊
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論文名稱
Title
三相整流器之功因修正控制策略及研製
Implementation and Design for Three-phase Rectifier with Power Factor Correction control
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
75
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-07-23
繳交日期
Date of Submission
2013-09-06
關鍵字
Keywords
功率因數修正、三相昇壓型整流器、數位控制
Digital Control, Power Factor Correction, Three-phase Boost Rectifiers
統計
Statistics
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中文摘要
本論文研製了一套以數位控制來完成三相交流/直流轉換器之系統,其控制核心所使用的是32-Bit數位信號處理器TMS320F28035來實現之,其優點可實現較複雜之控制方式並達到其準確性。模擬以MATLAB中Simulink的SimPowerSystem模組,來完成此控制方法的可行性。實作則以SPWM訊號輸出控制六開關功率元件切換,其控制架構為雙迴路控制,即電壓外迴路與電流內迴路,並使用比例控制器做補償,達到昇壓效果並減少電流總諧波失真與功率因數之效能。
Abstract
This thesis presents implementation and design of a three-phase AC / DC converter system with digital control, a digital signal processor (TMS320F28035) is used to serve as the core control device, it can be realized with more complex control methods to achieve their accuracy. In Simulation we use MATLAB of Simulink’s SimPowerSystem modules to accomplish this control method for feasible study.
The experiment is to apply the signal of SPWM to control six switching devices, the control architecture is dual loop control, the proposed PFC controller consists of an inner current-loop controller and an outer voltage-loop controller, and use the proportional controller to maked compensation. The results show that it can reduce the total current harmonic distortion (THD), achieve better power factor correction and get the effectiveness of the rectifier.
目次 Table of Contents
中文摘要.........................................................................................................................i
英文摘要........................................................................................................................ii
目錄..............................................................................................................................iii
圖次..............................................................................................................................vi
表次.............................................................................................................................viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 系統架構及研究方法 2
1.3 內容大綱 4
第二章 功率因數原理分析與介紹 5
2.1 功率因數之定義 5
2.2 功率因數修正之方法 7
2.3 電流導通模式 8
第三章 轉換器介紹與分析及控制策略 9
3.1 前言 9
3.2.1 三相全橋二極體整流器 9
3.2.2 三個單模組之三相昇壓整流器 10
3.2.3 三相全橋半控整流器 11
3.2.4 三相全橋全控降壓型整流器 12
3.2.5 三相全橋全控昇壓型整流器 13
3.2.6 三相全橋全控昇壓型整流器之數學模式分析 14
3.2.7 各式整流器之總結與分析 19
3.3 三相昇壓型整流器的控制策略 20
3.3.1 間接電流控制 20
3.3.2 直接電流控制 22
3.3.2-1 平均電流控制法(Average Current Control) 22
3.3.2-2 峰值電流控制法(Peak Current Control) 24
3.3.2-3 磁滯電流控制法(Hysteresis Current Control) 25
3.3.2-4 正弦脈波寬度調變控制法(Sinusoidal Pulse-Width Modulation Current Control) 27
正弦脈波寬度調變(Sinusoidal Pulse-Width Modulation, SPWM) 27
3.4 正弦脈波寬度調變控制之操作說明 29
3.5 電流控制法之整理與分析 30
第四章 系統架構規劃 31
4.1 前言 31
4.2 硬體架構 33
4.2.1 電感器之設計 34
4.2.2 直流鏈上之電容器設計 35
4.2.3 功率電晶體驅動電路 36
4.2.4 功率開關元件 37
4.2.5 直流鏈迴授電路 37
4.2.6 交流電壓迴授電路 38
4.2.7 交流電流迴授電路 39
4.3 數位信號處理器(Digital Signal Processor , DSP) 40
4.4 軟體程式流程 45
4.4.1 系統程式流程 45
4.4.2 整流器之程式控制流程 47
第五章 模擬與實驗結果 49
5.1 前言 49
5.2 應用SimPowerSystems於轉換器之系統 49
5.3 實際模擬架構圖 49
5.4 開路實驗模擬 50
5.5 閉迴路實驗模擬 51
5.5.1 負載為125 51
5.5.2 負載為250 53
5.5.3 負載為375 55
5.5.4 模擬結論 57
5.6 實做結果 58
第六章 結論與未來展望 62
6.1 結論 62
6.2 未來展望 62
參考文獻 63
參考文獻 References
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