基于瞬时功率理论的PWM整流器设计.pdf

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1、研究与开发基于瞬时功率理论的PWM整流器设计刘高源苗晓杰刘伟伟赵怀功2(1．山东大学，济南250061；2．山东建筑大学，济南250101)摘要为进一步降低PWM整流器交流侧电流畸变因数，以瞬时功率理论为基础，采用了新型的基于瞬时电流直接控制的脉宽调制方法，设计了基于瞬时电流的直接控制系统。首先，对基于瞬时电流直接控制的脉宽调制方法做了简要介绍。然后，在Matlab环境中进行验证分析。最后，在25kW的样机上对控制系统进行了软硬件分析，结果表明控制系统具有交流侧电流畸变因数低，控制简单的优点。关键词：瞬时功率；整流器；直接电流控制DesignonInstantaneousPowerTheor

2、yofPWMRectifierLiuGaoyuanlMiaoXiaojielLiuWeiweilZhaoHuaigonge(1．ShandongUniversity,Ji’nan250061；2．ShandongUniversityofArchitectureandEngineering，Ji’nan250101)AbstractInordertofurtherreducethecurrentdistortionfactorofACsideofPWMrectifier，thepaperadoptsthepulsewidthmodulationbasedoninstantaneouscurre

3、ntanddesignsthedirectinstantaneouscurentcontrolsystembasedontheinstantaneouspowertheory．Atfirst．thispaperbrieflyintroducethedirectcontrolofpulsewidthmodulationbasedontheinstantaneouscurent．Then．thesystemiSverifiedbysimulationmodelbasedonMatlabenvironment．Finally,thehardwareandsoftwareofthesystemisa

4、nalyzedontheprototypeof25kⅥTheresultsshowthatthecontrolsystemhastheadvantageoflowACdistortionfactorandsimplecontro1．Keywords：instantaneouspower：rectifier；directcurrentcontrolPWM整流器作为新型的绿色换能装置，从根源1整流器瞬时功率理论上杜绝了电网污染问题，提高了电网质量，已备受人们关注]。PWM整流器交流侧电流畸变率是衡量瞬时功率理论突破了传统的以平均值为基础的整流器对电网影响的一个重要指标。然而，为降低功率定义，系统

5、的定义了瞬时无功功率、瞬时有功交流侧电压畸变率，常用的策略主要有加入LCL滤功率等瞬时功率量引。波和复杂的SVPWM等算法[2】。LCL滤波器的加入在三相三线制系统中，三相电压和电流的瞬时易引起谐振现象，造成滤波器经常性损坏且加大整值分别e、eb、e和i、fb、i。【。通过三相至两相坐流器体积，而复杂控制算法的引入，造成算法难以标变换，把它们变换到两相正的c【B坐标系中，如图实现，响应速度较慢现象。1所示。为进一步降低交流侧电流畸变率，简化控制算得到瞬时电压e、eB和瞬时电流i、iB。进而得法，采用基于瞬时电流直接控制脉宽调制新方法来到旋转的的电压矢量e和电流矢量i，可表示为直接控制交流侧的

6、瞬时有功和无功电流，达到快速e=ea+=Em(1)控制的效果并通过Matlab仿真以及实验验证了所提i=ia-I-fB=Im(2)方法的有效性。36I毫．Il麓2015~12期研究与开发指令电流f。、fb。、和i。。。此三相瞬时指令电流作为瞬时电流直接控制算法的输入。为分析方便，以单相整流桥臂为例，对采用互补导通的单相整流桥臂，根据T1及T2的导通情况和电流极性以及电流控制的角度来讲，正常的工作状态分为以下几种，采用集合方式表示为{S1=(T1开通，T2关断，≥0)，S2-(T1关断，T2关断或开通，≥0)，图1坐标变换S3=(T1关断，T2开通，ic

7、电流i。和s4=(T1关断或开通，T2关断，／c