桥侧反馈的LCL型PWM整流器无阻尼控制研究.pdf

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1、电气传动2014年第44卷第12期ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．12桥侧反馈的LCL型PWM整流器无阻尼控制研究尹泉。，李醋，王庆义，卢荣辉(1．华中科技大学自动化学院，湖北武汉430074；2．中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院，湖北武汉430074)摘要：针对桥侧电流反馈的LCL型PWM整流器由于LCL谐振和数字控制固有延时引起的稳定性问题，建立电流内环数学模型，分析了LCL谐振频率和固有延时对系统稳定性的影响，推导出系统无阻尼稳定的边界条件。通过调整LCL滤波器电容大小，使得LCL谐振频率满足该边

2、界条件就能保证系统无阻尼稳定，减少了系统的设计成本和难度。实验验证了该结论的正确性和可行性。关键词：PWM整流器；LCL滤波器；谐振频率；无阻尼中图分类号：TM461文献标识码：AResearchontheUndampedControlofPWMRectifierswithLCLFilterUsingtheBridgeSideCurrentsasFeedbackSignalsYINQuan，LIZhe，WANGQing—yi，LURong—hui’(1．AutomationInstitute，HuazhongUniversity

3、ofScienceandTechnology，Wuhan430074，Hubei，China；2．FacultyofMechanicalandElectronicInformation，ChinaUniversityofC．eosciences(Wuhan)，Wuhan430074，Hubei，China)Abstract：ForthestabilityproblemofbridgesidecurrentsfeedbackPWMrectifierswithLCLfilterduetoLCLresonanceandinherent

4、delayofdigitalcontrol，theinnercurrentloopmathematicalmodelwassetuptoanalyzetheimpactofLCLresonantfrequencyandinherentdelayonthesystemstability，thendeducedtheboundaryconditionthatdampingwasntrequired．IndoingSO，thesystemcanbestablewithoutdampbyadjustthecapacitorsizeofL

5、CLfilterinsuretheresonancefrequencyofLCLsatisfytheboundaryconditions，reducingthedesigncostandthedificultyofsystem．Experimentalresultsdemonstratethefeasibilityandcorrectnessoftheconclusion．Keywords：PWMrectifiers；LCLfilter；resonantfrequency；undamp功率场合。1引言但LCL滤波器是一个3阶系统

6、，存在固有谐三相PWM整流器具有功率因数可调、谐波振频率，可能在谐振频率附近震荡，影响系统稳小、能量可以双向流动等特点，因而广泛用于4象定性。为了不额外增加系统损耗，通常采用有源限电机调速、风电、光伏等并网系统中。单L型阻尼的方法抑制谐振尖峰、增强系统稳定性。PWM整流器属于一阶系统，控制简单，但只有采有源阻尼通常需要引入新的反馈构成多环控制用较大的电感才能将脉冲调制引起的开关频率系统，需要增加新的传感器且控制结构和参数设附近高次谐波抑制在谐波标准内。LCL型PWM计复杂，造成系统成本的增加和可靠性的降低。整流器对高频谐波具有较

7、强的抑制作用，较小的本文针对采用桥侧电流反馈的LCL型PWM电感就能有很好的抑制效果，因而广泛应用于大整流器，建立电流环数字控制系统下的数学模基金项目：国家自然科学基金项目(61374049)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(CUGL120242)作者简介：尹泉(1968一)，男，博士，副教授，Email：yinquans@163．con36尹泉，等：桥侧反馈的LCL型PWM整流器无阻尼控制研究电气传动2014年第44卷第12期型，研究了通过调整LCL谐振频率与数字控制固根据图1控制方案，忽略电感和线路电有延时关系保证系统无

8、阻尼稳定的可行性，推导阻，并将整流器等效为比例环节KswMl，可出了系统无阻尼稳定的边界条件。最后在一台得到连续域等效模型如图3所示，其中G()表22kW三相LCL整流器上通过实验验证了上述示采样计算延时和零阶保持器(ZOH)效应的结论的正确性。传递函数：2三相