基于负载电流控制的PWM整流电路.pdf

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1、研究与开发基于负载电流控制的PWM整流电路段海军吕广强(南京理工大学自动化学院，南京210094)摘要三相全桥PWM整流电路的暂态过程，是一个非线性系统的暂态过程，从数学的角度对其进行精确分析是比较困难的。本文通过构造一个简单的开关函数(f)，在不同控制策略下，从数学的角度上，简单分析负载发生变化时系统的暂态过程。通过对传统控制策略的分析，针对其弊端，本文提出一种基于直流侧负载电流的PWM控制策略，能够快速识别负载变化，并做出动作；使直流侧电容电压快速稳定，并且波动不大。关键词：电压型；PWM整

2、流；负载电流PWMRectifierbasedontheLoadCurrentDuanHaUunLvGuangqiang(SchoolofAutomation，NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094)AbstractThree‘phaseBridgePWMrectifyingcircuit1Stransientandnonlinear，whichmakesitrelativelydificulttoanalyzeitmathem

3、atically．InthispaperthetransienceofthesystemasloadchangesispreliminarilyanalyzedwiththehelpofaconstructionofasimpleswitchingfunctionSx(t)underdifferentcontrolstrategies．Byanalyzingthetraditionalcontrolstrategyandfindingoutitsdrawbacks，thispaperpropos

4、esaPWMcontrolstrategy,basedontheloadcurrentoftheDCside，whichcanidentifytheloadchangesandreactquicklySOthatthevoltageoftheDCsidecapacitorcanstabilizeinashorttimeandwithlittlefluctuation．Keywords：voltage．typed；PWMrectifier；loadcurrent将PWM技术应用到整流器中，能够实现

5、系统控制，其利用直流侧母线电流与开关函数、网侧电交流侧电流谐波含量低，功率因数高，能量双向流流的关系，通过采集直流侧母线电流和开关状态，动等，因而PWM整流器成为研究者的青睐。目前推导出网侧电流，进而实现对开关管的控制。针对PWM整流器的控制方式多种多样，例如直接上述控制方式均需要电压外环对直流侧电压进电流控制、电压电流双闭环控制等。行调节、控制，无论采用的是直接控制还是间接电最先应用于理论研究的是直接功率控制。文献流控制，最终实现对直流侧电压的控制，进而实现[1—2]提出直接功率控制，其主要是

6、利用滞环功率比对负载的稳定供电。当负载发生变化时，首先引起较器，通过比较实际瞬时有功功率、无功功率与理直流侧电压的变化，进而利用电压外环的控制，使论值的差值进行控制，实现功率的跟踪。文献[3]提系统再次稳定；由于负载变化时，网侧电流不能及出基于电压电流双闭环的控制策略，其主要通过采时反映负载电流的变化，此时由电容对负载供电，集网侧电流，经dq变换后，利用PI控制器代替系使直流侧电容电压波动较大。针对这些问题，本文统电感参数产生控制信号，对直流侧电压进行跟踪。从能量传递角度出发，提出基于负载电流的

7、控制策文献[4]提出的基于稳态电压平衡关系的间接电流略，能够实现对直流侧电压和负载电流同时控制，控制，其主要是利用系统稳定时直流侧电容电压与避免了负载电流变化时，直流侧电压波动大的问题。理论值的差值进行分析计算，调节整流器交流侧输1电压型PWM整流器的数学模型入电压的幅值和相位，从而间接控制网侧电流。文献【5]提出一种基于网侧电流重构的电压定向矢量三相电压型PWM整流器如图1所示。其中，I2016年第4期电耋目{技玳l35研究与开发、、分别为整流器输入侧电压；。为整流器直流侧输出电压；id。为直

8、流侧母线电流；f。。为电容电流；为负载电流。IdcfI1图2直接功率控制原理图：=：I杵c‘图1压型PWM整流器假设=三相交流电压对称，则整流器在三相静止图3电压电流双闭环控制原理图坐标系下的数学模型为]从图2和图3中可以看出，在传统控制策略中，参考功率、参考电流的求取是通过△【，获得的，因此，哮=ea-实际电容电压不是稳定值，是在参考电压一一定范围di内波动的。根据系统的容量、电容电压允许的波动_~b=eb-一(1)d，范围等选择合适的PI参数kp、ki，将△u转变为电流訾=一信号。整流过程可