基于三闭环控制的PWM整流充电技术的研究

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1、第47卷第7期电力电子技术Vo1．47．No．72013年7月PowerElectronicsJuly2013基于三闭环控制的PWM整流充电技术的研究孟大鹏，郑帅，王亚威，王志强(大连理工大学，电气工程学院，辽宁大连116023)摘要：研究了基于三闭环控制的三相脉宽调制(PWM)整流技术及其在蓄电池充电中的应用。该整流装置应用预测电流控制技术来校正网侧电压电流相位，提高整流装置的功率因数并降低网侧电流谐波含量，实现绿色能量传递。充电控制系统中引入三闭环(电流外环、电压内环和电流内环)调节实现恒流充电。此整流技术在蓄电池充电环节摈

2、弃了传统蓄电池充电装置中DC／DC变换电路部分，将PWM整流器直流输出电压可调性直接用于蓄电池充电。最后在20kW纯阻性负载下为l7块铅酸蓄电池组进行充电实验，实验结果也直接验证了此种充电方式的可行性及优越性。关键词：整流器；脉宽调制；预测电流控制；三闭环中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)07—0022—03ResearchonPWMRectifierandChargingTechniqueBasedonThreeClosed—loopControllingMENGDa—peng，ZHE

3、NGShuai，WANGYa—wei，WANGZhi—qiang(DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract：Three—phasepulsewidthmodulation(PWM)rectifiertechnologybasedonthreeclosed—loopcontrolandit’Sapplicationinbatterychargingarestudied．Thephaseofvoltageandcurrentatthesideofgridisco

4、rrectedbypredic—tivecurrentcontroltechnique，whichcouldimprovethepowerfactoroftherectifierandreducethecurentharmoniccontentinthegrid—side，thenthegreenpowertransmittingisrealized．Inthecontrollingsystem，threeclosed-loopregu-lationisusedtorealizetheconstantcurrentchargin

5、g，theyarecurrentouterloop，voltageinnerloopandcurrentin-nerloop．ThebatterychargingdevicestudiedabandonsDC／DCconvertercircuitpartinthetraditionalbatterycharg-ingdevice，outputvoltage’SadjustabilityofPWMrectifierisfullyutilized，andPWMrectifierisusedforbatterychargingdire

6、ctly．Anexperimentwhere17batteriesarechargedincaseof20kWresistiveloadaredoneinthelabo—ratory．Theexperimentalresultsindicatethischargingmodeisfeasibilityandsuperiority．Keywords：rectifier；pulsewidthmodulation；predictivecurrentcontrol；threeclosed—loop1引言开关损耗大．引入的低次谐波会引起网

7、侧电流畸变，降低了电网功率因数。文献[2]提出的蓄电池随着对三相PWM整流器研究的日趋成熟，它充电装置在传统整流技术基础上进行创新．应用在工业变流装置中得以广泛应用，如电动汽车蓄全控型IGBT整流桥．虽解决了网侧谐波问题，但庞电池充电器。由于电动汽车充电设备为非线性负大的后级电路控制复杂，占用大量处理器资源。这载，在充电过程中将同时向电网注入谐波电流导里在上述基础上进行创新．利用三相PWM整流致电网电能质量降低。装置直流输出电压可调性，直接用于蓄电池充电，文献『11提出的蓄电池充电装置由三相不控整并应用预测电流控制技术对整流部分

8、进行功率因流和高频变压器隔离DC／DC变换器组成，由三相数校正，不但能实现高功率因数、低谐波的“绿色”桥式不控整流对三相交流电进行整流、滤波后为充电，而且可减少充电器成本．缩小充电器体积。高频变压器隔离DC／DC变换器提供直流输入，DC／DC变换器为蓄电池进行充