基于矢量控制技术的PWM整流器设计

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1、第30卷第1期煤炭技术Vol.30,No.012011年1期CoalTechnologyJanuary,2011基于矢量控制技术的PWM整流器设计关宁，王亚清，梁美玉（安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001）摘要:分析了基于矢量控制技术的PWM整流器的控制理论，给出了矢量运算模型和矢量图，并比较了电压闭环、电流开环和电压、电流双闭环控制方式的优劣，最终选择了电压、电流双闭环的控制方案。经过仿真验证，证明理论分析是正确的。可以广泛的应用在高压直流输电、电力传动系统、电力系统补偿装置中，并已获得良好的效益。关键词:矢量控制

2、；双闭环控制；PWM整流器中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1008-8725（2011）01-0048-03DesignofPWMRectifierBasedonVectorControlGUANNing,WANGYa-qing,LIANGMei-yu（CollegeofElectricandInformationEngineering,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan232001,China）Abstract:ThispaperanalyzesPWMrectif

3、iercontroltheorybasedonthetechnologyofvectorcontrol,giventhevectoroperationmodelandthevectorgraph,andcomparethevoltageloop,openloopcurrentandvoltage,currentprosandconsofdoubleclosedloopcontrolmode,finally,usingthevoltageandcurrentdoubleclosedloopcontrolmode.Simulationr

4、esultsshowthetheoreticalanalysisiscorrect.CanbewidelyusedinHVDCtransmission,powertransmission,powersystemcompensationdeviceandhasobtainedgoodresults.Keywords:vectorcontrol;doubleclosedloopcontrol;PWMrectifier其余状态工作原理同上述。三相桥在脉宽调制状态下，0引言交流侧的三相交流电压的基波分量与电网侧的电压同频率，因此调节三相交流

5、电压的基波分量的幅值目前在各个领域实际应用的整流电路都是晶闸[3]和相位的同时可以调节交流侧电流的幅值和相位。管相控整流电路或二极管整流电路。晶闸管相控整流以交流侧a相为例，其等效电路如图2所示。的缺点是由于输入电流滞后于电压，其滞后角随着触根据上图可列出a相电路回路电势平衡方程：发延迟角的增大而增大，位移因数也随之不断降低，并且其电路的电流谐波分量也相当大。二极管整流虽然位移因数接近1，可输入电流中谐波分量很大，因此二者的功率因数都很低。而PWM整流技术克服了上述的缺点，它具有功率因数可调电流谐波小的优点。在各个电力领域已逐渐成为

6、主流整流器。文中设计了基于矢量控制技术的PWM整流器，并进行仿[1]真验证。1PWM整流器的原理图1三相PWM整流器电路图三相PWM整流器的电路图如图1所示。如上图所示，V1～V6为6个开关器件，且每个开关器件分别反并联续流二极管，交流侧含有滤波电感，直流侧含有滤波电容。现将整流器原理简述如下：当Uab为正半周时，由V3、VD1、VD6、La、Lb和V4、VD6、VD1、La、Lb分别组成两组升压斩波电路。以包含V4的图2a相回路等效电路图升压斩波电路为例，当V4导通时，Uab通过V4、VD6diae=Ri+L+u（1）aapa向L

7、a、Lb储能，当V4关断时，La、Lb中的能量通过dtVD6、VD1向直流侧的电容充电，同时Uab也向直流回式中，ea-a相交流电源电压；ia-a相交流电流；L-交路输送能量，输送能量的时间取决于V4的导通时间。流回路总电感；R-交流回路总电阻；upa-a相调制电压。收稿日期:2010-04-25;修订日期:2010-10-30作者简介:关宁（1986-），女，安徽淮南人，硕士研究生，研究方向:新型电动汽车车载蓄电池的快速充电，E-mail:laoshu5642335@ya－hoo.cn。第1期关宁，等：基于矢量控制技术的PWM整流

8、器设计·49·从上面的式子可以看出，如果想达到整流、逆3控制策略变、无功补偿的目的，可以通过改变Upa，来改变ia来3.1电压闭环、电流开环的控制策略实现。目前，对于Up的调制方式有两种，一种是交流根据（5）、（6）式可以建立电压闭环