电压型pwm整流器桥臂侧功率平衡的控制策略

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1、万鹏等，电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡的控制策略电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡的控制策略万鹏，章建峰，鲍陈磊（中国船舶重工集团第704研究所，上海200031）摘要：分析了不平衡电网电压条件下三相电压型PWM整流器的控制策略，研究了基于功率平衡的控制策略，以消除直流电压二次谐波。船舶电网不平衡时，线路阻抗的功率不平衡，当电网不平衡功率完全被线路阻抗吸收时，整流器桥侧的功率则恒定平衡，这给消除直流电压二次谐波带来便利。最后进行了仿真及原理样机验证，试验结果与理论分析一致。关键词：PWM整流器；不平衡电网；功率平衡中图分类号：TM743文献标志码：A【DOI】10.13788/j.cnki.

2、cbgc.2015.S1.001TheControlStrategyofPowerBalanceattheArmSideforVoltageSourcePWMRectifierWANPeng,ZHANGJian-feng,BAOChen-lei(ShanghaiMarineEquipmentResearchInstitute,Shanghai200031,China)Abstract:Thecontrolstrategyinunbalancedpowergridforthree-phasevoltagesourcePWMrectifierisinvestigatedinthepaper.Th

3、econtrolstrategybasedonpowerbalanceisresearchedtoeliminatethesecondharmonicofDCvoltage.Thepowerofthetransmissionlineimpedanceisunbalancedwhenthepowergridisunbalanced.AndthepoweratthearmsideforPWMrectifierkeepsbalancewhentheunbalancedpoweringridisabsorbedcompletelybythetransmissionlineimpedance.Thus

4、theeffectivemeasurescanbeobtainedtoeliminatethesecondharmonicofDCvoltage.Finally,thesimulationandthetestofprototypeareimplemented,andtheexperimentalresultsagreewiththeoreticanalyses.Keywords:PWMrectifier;unbalancedpowergrid;powerbalance—3—万鹏等，电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡的控制策略0引言整流器广泛应用于船舶电力电子变流装置中，为变频传动、不间断电源和

5、功率因数校正等装置提供稳定可靠的直流电压[1]。传统的整流装置有二极管整流器和晶闸管相控整流器，这些整流器工作时网侧交流电流含有大量谐波电流将在线路阻抗上产生谐波电压，造成电网电压波形畸变，从而会影响其他并联在电网中的负载正常工作[2]。当船舶电网电压不平衡时，电网负序电压分量在PWM整流器的交流侧产生幅值较大的负序电流分量，负序电网电动势和负序交流电流共同作用，使得三相PWM整流器将从电网吸收不平衡的瞬时功率，导致直流侧电压波动。1999年Hong-seokSong和KwangheeNam[3]提出了三相不平衡条件下双dq旋转坐标系下对正负序电流独立控制策略，该方案采用网侧输入功率平衡求取

6、正负序电流控制指令，保证了整流器从网侧吸收平衡的瞬时功率，直流母线电压的二次脉动也要小得多，接着Hong-seokSong在文献[1]的基础上，考虑三相不平衡条件下整流器交流侧滤波电感上压降的不对称性，指出虽然网侧输入瞬时功率平衡，但实际输入整流器直流侧的瞬时功率仍为不平衡，这样就不能完全消除直流侧母线电压的二次谐波，因此提出了基于整流器桥臂侧功率平衡的电流控制策略[4]，从而完全消除了直流电压的二次谐波，但其获取电流指令算法过于复杂，在线运算工作量巨大。为此，本文在其基础上简化了电流控制指令求取算法，基于整流器桥臂侧功率平衡实现直流电压恒定和功率因数可调。1不平衡电网条件下电流指令求取—3

7、—万鹏等，电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡的控制策略收稿日期：2015-05-16；修回日期：2015-05-21作者简介：万鹏（1988-），男，硕士研究生。研究方向：电力电子PWM整流技术。—3—万鹏等，电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡的控制策略—3—万鹏等，电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡的控制策略三相电压型PWM整流器的最终控制目标是对整流器输入的有功功率和无功功率进行控制。对整流器功率控制转换成了有