PWM整流器的直接电流控制策略和控制器的设计VIP专享VIP免费

收稿日期!2005-03-14作者简介!王也仿1962-a女a上海市人a大学本科a主要从事自动控制技术研究O0引言电压型PWM整流器的电流控制技术主要分为两大类a即间接电流控制和直接电流控制O间接电流控制也称为相位和幅值控制a它的优点在于控制简单a无需设置交流电流传感器以构成电流闭环控制a但它的主要问题在于电流动态响应不够快a甚至交流侧电流中含有直流分量a且对系统参数波动较敏感a因而常用于那些对动态响应要求不高且控制结构要求简单的应用场合O直接电流控制是针对间接电流控制不足而提出来的a与间接电流控制在结构上的主要差别在于1前者具有网侧电流闭环控制a而后者则无网侧电流闭环控制O由于采用了网侧电流闭环控制a使网侧电流动\静态性能得到了提高a同时也使网侧电流控制对系统参数不敏感a从而增强了电流控制系统的鲁棒性a因此直接电流控制可以获得较高品质的电流响应a但控制结构和算法较间接电流控制复杂[1,5]O1三相电压型PWM整流器的主电路结构和原理PWM整流器的直接电流控制策略和控制器的设计王也仿上海电机学院a上海200240摘要!本文对PWM整流器的控制策略进行了概述a并对各种控制策略做了相应的比较a并指出了各自的优缺点O其中重点介绍了直接电流控制技术的原理\PWM整流器d-g模型的建立及控制器设计a最后通过仿真验证了原理的正确性O关键词!PWM整流器!功率因数!控制策略中图分类号!TM461文献编识码!A文章编号!1001-7119"2005#05-0580-04TheDirectCurrentControlStrategyandControllerDesignofPWMConverterWANGYe!fangShanghaiDianjiUniversity,Shanghai200240,ChinaAbstract:SomekindsofcontroIstrategiesaboutPWMconverterarediscussedinthepaper.Atthesametime,thecon-troIstrategiesarecomparedandanaIyzed,sotheirdisadvantageandadvantagearegiven.TheprincipIeofdirectcurrentcontroIstrategyandd-gmodeIandcontroIIerdesignareintroduced.AtIast,theprincipIeisvaIidatedbysimuIation.Keywords:PWMconverter;powerfactor;controIstrategy第21卷第5期2005年9月VoI.21No.5Sep.2005BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGY图I所示为PWM整流器拓扑结构0图中t=a\b\c为电网电压9电感L为外接电感9起储存\传递能量和平衡电压的作用9电阻R为整流器的等效电阻9阻值比较小9可以忽略9C为储能电容9端子l\2接负载0电压型PWM整流器控制思路是1保证直流侧输出电压Ui稳定的情况下9使交流侧输入电流尽可能为与输入电压同相位的正弦波9从而达到提高功率因数的目的0因此9PWM技术从电力电子装置本身入手9通过调整输入电流相位功来消除谐波9提高功率因数0与传统的相控整流或不控整流相比9电压型PWM整流器是改善系统功率因数的一种好方法0!直接电流控制策略[l~3]电流控制方法中9通过运算求出交流指令值9再引入交流电流反馈9通过交流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值9因此电流控制是整个控制系统的核心部分0目前运用较广的直接电流控制技术主要有滞环电流控制和固定开关频率电流控制0!"#滞环电流控制电流滞环控制是通过反馈电流if与给定电流i*f进行滞环比较9将两者的偏差限制在设定的范围内9当反馈电流if!i*f-ih/2ih为滞环宽度时9调制电路的输出使系统输入侧电流i=a9b9c增大9当if"i*f+ih/2时9调制电路的输出使系统输入侧电流i=a9b9c减小0这样不断进行滞环比较调节9使i=a9b9c始终跟踪给定电流i*f9围绕给定电流波形作锯齿状变化9并将误差限制在滞环宽度范围内0图2给出的是一种最常用的采用电流滞环比较方式的控制系统结构图0控制系统是一个双闭环控制系统0其外环是直流电压控制环9内环是交流电流控制环0外环PI调节器的输出为直流电流信号id9id分别乘以和a\b\c三相相电压同相位的正弦信号9就得到三相交流电流的正弦指令信号i*a9i*b9i*c0可以看出9i*a9i*b9i*c分别和各自的电源电压同相位9其幅值和反映负载电流大小的直流信号id成正比9这正是整流器作单位功率因数运行时所需要的交流电流指令信号0该指令信号和实际交流信号比较后9通过滞环对各开关器件进行控制9便可使实际交流输入电流跟踪指令值9其跟踪误差在由滞环环宽所决定的范围内0采用滞环控制9系统结构简单9易于硬件实现9电流响应速度快0另外9控制算...