基于滑模控制的三相电压型PWM整流器的设计.pdf

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1、第47卷第11期电力电子技术Vo1．47，No．112013年l1月PowerElectronicsNovember2013基于滑模控制的三相电压型PWM整流器的设计孙成景．葛立峰(安徽大学，电气工程与自动化学院，安徽合肥230601)摘要：针对传统PI控制难以达到良好控制效果的问题，在建立三相电压型PWM整流器非线性数学模型的基础上，提出了采用一种电流内环和基于滑模控制的电压外环的混合控制方法。进而给出软件程序设计，在以TMS320F2812为主控芯片的实验样机上，采取五段式空间矢量调制来降低开关损耗。实验结果证明该控制方法具有较好的动态和稳态性能。关键词：整流

2、器：滑模控制；前馈解耦；空问矢量调制中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)11-0038—03DesignofThree-phaseVoltageSourcePWMRectifiersBasedonSlidingModeControlSUNCheng-jing，GELi-feng(AnhuiUniversity，Hi230601，China)Abstract：SincethetraditionalPIcontrolisunabletoachievegoodcontroleffect，thispaperpresentsahybr

3、idcontrolmethodusinginnerpowerloopandoutervoltagecontrolloopwithslidingmodecontrolbasedonanestablishednon—linearmathematicalmodelforthree—phasePWMrectifier．Furthermore，asoftwareprogramdesignandatestprototypeusingTMS320F2812asthecontrollerchipandtakingfivesectionsofspacevectormodulatio

4、ntoreducetheswitchinglossisaccomplished．Experimentalresultsshowthatthecontrolmethodhasgooddynamicandsteady—stateperformance．Keywords：rectifier；sliding-modecontrol；feedforwarddecoupling；spacevectormodulation1引言示，，“，／Z。为三相对称正弦电压，L为输入电感，R为等效阻抗，C为输出侧直流电容，尺为负载。与传统二极管和晶闸管移相整流相比，三相电压型PWM整流器具

5、有网侧电流正弦化、功率因数高、电能可双向传输等优点，符合“绿色能源”趟c=：U+d。【的要求，因而得到广泛应用[11。目前普遍采用旋转Vajvcj一坐标系下双环PI控制策略．PI调节器虽易实现，但PWM整流器的非线性特征难以满足动态响应图1三相PWM整流器主电路Fig．1Maincircuitofthree—phasePWMrectifier快速、输入电流畸变小和单位功率因数的要求。滑模变结构控制具有自适应性、动态响应快、稳定范围宽等优点，适合电力电子系统的开关控制[2-4]。因此．这里采用电压外环滑模控制策略．电流内环采用前馈解耦策略．在分析其原理的基础上给出了

6、系统的软件程序设计．并基于TMS320F2812芯——片搭建实验平台，实验结果验证了这种控制策略ddtflIl-耋ib。]jl：『Il_一R0／L一—R00／L—R00／L0]l『Il-i摹b]1l+．。一R／LJlJ的可行性和优越性。2三相电压型PWM整流器的数学模型三相电压型PWM整流器的主电路如图1所『AAIEsa∞1／L0定稿日期：2013—07—23作者简介：孙成景(1985一)，男，安徽六安人，硕士研究生研究方向为测控技术与电力电子。38基于滑模控制的三相电压型PWM整流器的设计在开始、结束和中间穿插Il。(000)和lI(111)，Sq每个开关周期中

7、每个开关均有一次开关动作。这iq～Jlo／LJliq～+[珊2)里采取在一个开关周期内只有两个开关管动作．3三相PWM整流器控制系统设计即零矢量只用U。(000)或U(111)，保持一开关不动作，这样开关频率降低为传统方式的2／3．可3．1基于滑模控制的电压外环设计有效降低开关损耗。滑模控制具有抗扰性强、动态响应快等优点，3．4控制系统的软件设计且被控对象一旦进入滑块状态．其对被控对象参控制系统软件中主程序包括初始化程序和循数的变化以及外部的干扰具有较好的抗干扰性。环计算两部分[5]，中断服务程序包括EVA捕捉中将参考值与实际值之间的误差作为新的状态变量，断、A／

8、D采样中断