无电网电压传感器的三相PWM整流器控制.pdf

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1、第49卷第3期电力电子技术Vo1．49．No．32015年3月PowerElectronicsMarch20l5无电网电压传感器的三相PWM整流器控制李华明，李叶松(华中科技大学，自动化学院，湖北武汉430074)摘要：提出一种无需电网电压传感器的三相脉宽调制(PWM)整流器控制方案。为实现单位功率因数控制，该方案以电流矢量为参考建立旋转坐标系，利用软件锁相环(SPLL)检测交流侧电流角频率与相位，根据电流调节器的输出估计电网电压。再由电网电压估计值的无功分量调整电流无功分量参考值，使电流和电网电压

2、快速同相。实验结果表明该控制策略能实现单位功率因数整流和逆变，具有良好的动态性能。关键词：整流器；脉宽调制；锁相环；单位功率因数控制中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)03-0005—03Grid-voltageSensorlessThree-phasePWMRectifierControlLIHua—ruing，LIYe—song(HnazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstr

3、act：Atllree-phasepulsewidthmodulation(PWM)rectifierwithoutgrid—voltagesensorlesscontrolschemeispro-posed．Inordertoachieveunitypowerfactorrunning，therotatingframeissetupwithdalternatingcurrentvectorandthefrequencyandphasearedetectedbysoftwarephaselocked

4、loop(SPLL)．Inthedesign，thedvoltageises—timatedaccordingtothecurrentregulateroutput，andthereferencereactivecurrentcomponentisadjustedaccordingtothereactivecomponentoftheestimateddvoltage，bywhichthephaseofcurrentcouldbesynchronizedfastwithgridvoltage．The

5、experimentalresultsverifythatPWMrectifierwiththeproposedschemecouldruninrectiferorin—vertermodetllunitypowerfactor．andhavegooddynamicperformance．Keywords：rectifier；pulsewidthmodulation；phaselockedloop；unitypowerfactorcontrol1引言三相电压型PWM整流由于具有低谐波、高功率因数、能

6、量双向流动、能量利用率高等优点[11，逐渐取代了相控整流或二极管整流。为降低成本，e。e，e为三相电网电压；“，，‰为PWM整流器三相交流侧电近年来无网侧电流传感器或无电网电压传感器的压；i，i，i为三相交流输入电流；，R为交流侧电抗器电感、电控制策略成为三相PWM整流器的研究热点。文阻；为直流母线电压；C，R为直流侧电容、等效负载电阻。献[2—8]给出了一些方法，但均存在不足。图1三相PWM整流器主电路这里提出一种新型无电网电压传感器控制方Fig．1Themaincircuitofthree-ph

7、asePWMrectifier案．应用软件锁相方法在PWM整流器预充电阶假设三相电网电压平衡，且忽略交流电抗器的段实现相位初始估计；以单位功率因数控制为目电阻。由图1可得三相PWM整流器交流侧相对标。采用交流侧电流矢量定向。通过电流调节器的中性点的微分方程为：输出估计电网电压，并根据q轴电压偏差调整gLdifldt=e—，k=a，b，C(1)轴电流的参考值．从而减小交流电流与电网电压在系统稳定时．交流侧电流为三相对称波形。之间的相位偏差．最终使两者相位一致。实验结果假设稳定时三相电流为：证明了所提出

8、的控制方法可行。fi．=I．cos(wt)，ib=／．cos(tot一2"rr／3)，2三相脉宽调制整流器数学模型lio=I~cos(tot+2arl3)、式中：，m为系统稳定时的电流幅值；∞为电网角频率。图1为三相电压源型PWM整流器主电路。假设交流电流滞后电网电压相位角，则有：定稿日期：2014一o5—09fea=Emcos(tot+~o)，eb=E~cos(tot+~0-2"rd3)，¨作者简介：李华明(1988一)，男，广东湛江人，硕士，研究方【ec：Elmc