摘要
近几年来，VIENNA整流器因其易于升压、开关器件少、转换效率高等特点广泛应用于风力发电、电动汽车充电桩和航空电源等大功率前级整流电路中，在三相VIENNA整流器运行过程中，电网可能因某些故障导致三相电网电压不平衡，影响设备的正常运行，因此对于三相不平衡下VIENNA整流器控制策略研究具有重要意义。为保证VIENNA整流器在三相电网电压不平衡下可靠运行，论文主要从VIENNA整流器的工作原理、调制方式、数学模型、电网不平衡下的各控制目标与控制方法等方面进行了研究，完成如下工作： 首先，分析VIENNA整流器基本工作原理和开关状态，介绍基于简化三电平的VIENNA整流器调制策略，推导VIENNA整流器交直流侧数学模型。 其次，介绍三相不平衡理论，根据VIENNA整流器数学模型，在基于电压矢量控制的dq坐标系与αβ坐标系下电流内环中引入了滑模控制策略，并分别根据抑制负序电流、抑制有功二倍频分量和抑制无功二倍频分量三种控制目标对电流参考指令进行推导，建立了基于电压矢量控制的VIENNA整流器三相不平衡滑模控制策略；在基于直接功率控制的αβ坐标系下功率环中引入无差拍预测控制策略，根据抑制有功二倍频分量控制目标对控制电压输出模型进行推导，建立基于直接功率预测控制的VIENNA整流器三相不平衡控制策略，通过Matlab/Simulink软件仿真，结果表明所研究算法在网侧三相电压不平衡下不同控制目标中均能够有效改善电流波形，降低电流谐波总畸变率。 最后，论文设定VIENNA整流器主功率电路设计参数指标，对功率器件进行设计与选型，搭建VIENNA整流器硬件实验平台，设计软件控制程序，对电压矢量控制算法进行验证，验证所研究控制策略可行性。
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