三相电压型PWM整流器的稳定性研究.pdf

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1、《电气自动化)2013年第35卷第2期变流技术ConverterTechniaue三相电压型PWM整流器的稳定性研究钟炎平，陈耀军，吴胜华(空军预警学院，湖北武汉430019)摘要：对三相电压型PWM整流器在整流和有源逆变两种工作状态下的稳定性进行了研究。通过对闭环传递函数的研究，指出在采用线性PI控制时，PWM整流器存在一个随负载变化的可变极点，因而系统的动态性能随负载的不同而改变，并且在有源逆变工作状态下系统存在不稳定极点。探讨了PI控制器比例增益对系统稳定性的影响，指出比例增益在整流状态下不能太高，在有源逆变状态下不能太低，因此在设计

2、整流器控制参数时应综合考虑。关键词：PWM整流器；稳定；控制；根轨迹；传递函数DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2013．02．004[中图分类号]TM464[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)02—0010—03ResearchontheStabilityoftheThree—phaseVoltageSourcePWMRectifierZHONGYan—ping，CHENYao-jun，WUSheng—hua(AirForceE0rlyWarningAcademy，WuhanHubei4300

3、19，China)Abstract：Thestabilityofthethree—phase—voltage·sourcePWMrectifierwhichworksinrectifierandregenerativeoperatingmodesisstudiedinthispaper．Withtheclosedlooptransferfunctionitwouldbefoundthatachangefulpolewhichcanmovewiththeloadexistsinthesystemandthedynamicperformance

4、wouldchangewiththeload．WhenthePWMrectifierworksinregenerativeoperatingmodethechangefulpolewouldbecomeanunstablepole．ThesystemstabilitycausingbythegainofthePIregulatorisdiscussed，anditispointedthattheproportiongaincannotgettoolargeinrectifieroperatingmodeandtoosmallinregene

5、rativeoperatingmode，SOthedesignofthecontrolparameterforthePWMrectifiermustbegottenabalance．Keywords：PWMrectifier；stability；control；rootlocus；transformfunctionI’引舌r三相电压型PWM整流器与传统的不控整流器和相控整流一一一l-器相比，具有单位功率因数、网侧电流正弦化、能量可实现双向流”“HI：毒“[动等优点，因此，PWM整流器得到越来越广泛的应用，并成为研“‘‘一：一：一究的热点。对

6、PWM整流器的研究，目前主要集中在整流器工作在整流状态下如何提高系统的动态及稳态性能上，例如克服非线性以及图1PWM整流器原理图根据功率平衡原理，当忽略交流侧电感及整流器桥路自身的电流耦合影响的研究。然而，由于整流器可四象限运行，其可以损耗⋯，交流侧有功功率p应与直流侧功率p相等，即：工作在整流状态或有源逆变状态，能量可实现双向流动，有些控p女P。制策略在整流状态下可能是最优的，但在其它不同的工作状态在d—q同步旋转坐标系中，有：下，控制性能就可能变差，系统产生振荡甚至不稳定。因此，对在不同负载性质、不同工作状态下整流器的性能的分析和研究具

7、有+=丢()(1)重要意义。本文对PWM整流器在整流和有源逆变两种工作状式中U、i(1=d，q)分别为d—q同步旋转坐标系下的电源电压态下的稳定性进行了研究，研究结果有助于对PWM整流器稳定和输入电流，为负载电流。上述分析忽略了交流侧电感的等性的深入认识，对整流器的设计具有一定的参考意义。效电阻R的损耗及桥路功率器件的导通和开关损耗。1PWM整流器的数学模型在d—q同步旋转坐标系中，通常将d轴定向于与电网电压三相电压型PWM整流器如图1所示。矢量同方向上，若三相对称电源相电压的最大值为Um，则：PWM整流器广泛采用在d—q同步旋转坐标系的双

8、闭环控J_“sUmf2)制，在一定的条件下，电流内环控制可认为是理想的，为研究稳定【M。=o性，只需研究电压外环的稳定性。为此先建立PWM整流器的电将式(2)代入式(1)，有：压