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用，電網(wǎng)諧波及無功“污染”現(xiàn)象日益嚴重，給工業(yè)生產和社會生活帶來危害與不便。消除諧波并提高功率因數(shù)，已經(jīng)成為電力電子學界和全社會關注的熱門問題。世界各國政府紛紛制定了各種標準來限制負載裝置產生的諧波電流，如國際電工委員會(IEC)的IEC61000-3-2-4-6，我國標準化委員會的GB17625.1-1998《低壓電氣及電子設備發(fā)出的諧波電流限值》等。同時，電力電子專家們也為此開展了大量的研究工作，主要思想

2、是將PWM技術引入變流裝置，使交流側電流正弦化，并與電壓同相位，實現(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，應用相對廣泛，但其只限于中小功率范圍，而且在功率密度、開關損耗、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足人們對其越來越高的性能要求。 因此，尋求新型的拓撲主電路結構，并將先進的控制策略引入到PWM整流器中，是改善整流器質量、提高系統(tǒng)性能和實現(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、器的一個重要發(fā)展方向。本文對高功率因數(shù)整流器進行設計和研究，主要進行了以下幾個方面的工作。 1.詳細分析了功率因數(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撲電路，建立了其理想開關、狀態(tài)空間平均、小信號數(shù)學模型，推導了系統(tǒng)傳遞函數(shù)，并進行了系統(tǒng)仿真分析。 3.設計了一種單相高功率因數(shù)整流器。通過新型橋式半控拓撲主電路，采用PFC控制芯片L4981A，設計了

4、一臺小功率、低成本和高功率因數(shù)整流器。 4.對整流器的模糊控制，零相位誤差跟蹤控制進行了研究，通過MATLAB軟件分析了其控制策略。仿真結果表明，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。 實驗結果表明，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)和轉換效率；模糊自適應PID控制對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控制輸入電流以實現(xiàn)功率因數(shù)校正，且可