三相电压型PWM整流器直接功率控制策略研究

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1、电电工电气工电气(2011No.9)三相电压型PWM整流器直接功率控制策略研究三相电压型PWM整流器直接功率控制策略研究景利学，苏宏升，侯莉，杜荣茂，袁超(兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州730070)摘要：分析了三相电压型PWM整流器直接功率控制策略原理，结合整流器直接功率控制的特点，对主电路参数进行了设计和选取。根据PWM整流器在同步旋转dq坐标系中的数学模型，建立了其功率控制模型，并对直流电压外环PI控制器进行了设计。针对传统开关矢量表过多地采用零矢量而导致瞬时功率波动较大和电流波形差的

2、问题，引入优化的开关矢量表。仿真结果表明，优化的开关矢量表克服了传统开关矢量表对瞬时功率控制上的不足，可以获得更好的稳态和动态控制效果。关键词：PWM整流器；直接功率控制；滞环比较器；开关矢量表中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1007-3175(2011)09-0010-05ResearchonThree-PhaseVoltageSourcePulseWidthModulationRectifierswithDirectPowerControlStrategyJINGLi-xue,SUHon

3、g-sheng,HOULi,DURong-mao,YUANChao（SchoolofAutomationandElectricalEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China）Abstract:Analysiswasmadetotheprincipleofthree-phasevoltagesourcepulsewidthmodulation(PWM)rectifierwithdirectpowercontrolstrategy.Com

4、biningwiththecharacteristicsofdirectpowercontrolrectifier,thispaperdesignedandselectedthepowercircuitparameters.ThepowercontrolmodelofPWMrectifierwasestablishedaccordingtothemathematicalmodelofPWMrectifierinsyn-chronousdqcoordinate,thePIcontrollerofDCvoltag

5、eouterloopdesigned.Anoptimalswitchingvectortablewasintroducedtosolvetheproblemoflargerinstantaneouspowerfluctuationsandpoorcurrentwaveformcausedbytraditionalswitchingvectorbecauseoftoomuchzerovectors.Thesimulationresultsindicatethattheweaknessoftraditiona

6、lswitchingtableforcontrolofinstantaneouspowerisovercomebytheoptimalswitchingvectortable.Betterstaticanddynamiccontroleffectcanbeobtained.Keywords:pulsewidthmodulationrectifier;directpowercontrol;hysteresiscomparator;switchingvectortable0引言接影响到系统的控制效果。传统的

7、开关矢量表中零矢量对瞬时功率的控制能力较弱，易造成功率波[4]PWM整流器因具有单位或可调的功率因数、电动。本文引入一种新的开关矢量表，仿真结果表能双向流动、能有效抑制谐波等优点而被称为真正明了这种开关矢量表的优越性。[1]意义上的“绿色变流”装置。PWM整流器在无功补偿、有源滤波、统一潮流控制、超导储能、高压1电压型PWM整流器DPC模型直流输电、电气传动以及新型能源并网等领域有着[2]广阔的应用前景。对PWM整流器的研究主要是对1.1电压型PWM整流器在dq坐标系中的数学模型其控制方法的更新，PWM

8、整流器直接功率控制(DPC)电压型PWM整流器主电路拓扑结构如图1所示。图策略具有结构、算法简单、动态响应快等优点，是中ua、ub、uc为三相对称电源电压；ia、ib、ic为三[3]目前PWM整流器研究的热点。开关矢量表是基于相线电流；Sa、Sb、Sc为整流器的开关(绝缘栅双极滞环控制的DPC系统的核心，开关矢量表的好坏直型晶体管IGBT)函数，Sj定义为单极性二值逻辑开关函数。Sj=1，(j=a、b、c)(上桥臂开关导通，下基金项目：甘肃