直流变换器虚拟电容电流前馈控制策略.pdf

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1、第48卷第2期电力电子技术V01．48．No．22014年2月PowerElectronicsFebruary2014直流变换器虚拟电容电流前馈控制策略张旭辉1,2，陈效华，龚春英(1．奇瑞汽车股份有限公司博士后科研工作站，安徽芜湖241000；2．南京航空航天大学，自动化控制学院，江苏南京210000)摘要：建立了Boost变换器带恒功率负载时控制系统的小信号模型，分析了影响母线电压稳定的相关因素，证明了增加直流母线电容有利于提高直流母线电压稳定性，针对该结论对Boost变换器提出一种虚拟电容电流前馈控制策略。小信号模型分析、仿真和实验结果均表明

2、这种控制策略能有效抵消恒功率负载负阻抗特性对母线电压稳定性的影响，有利于提高驱动系统功率稳定输出范围。关键词：变换器：虚拟电容电流前馈；母线电压稳定性中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)02—0059—03TheVirtualCapacitorCurrentFeedforwardControlSchemefortheDCConverterZHANGXu．hui一。CHENXiao—hua，G0NGChun．ying~(1．CheryAutomobilePostdoctoralWorkingStation，Wuh

3、u241000，China)Abstract：ThesmallsignalmodelforBoostcontrolsystemisbuilt．ThebusvoltagestabilityinBoostconverterwithconstantpowerloadisstudied．ThefactorsafectthebusvoltagestabilityareanalyzedandavirtualcapacitorcurrentfeedforwardcontrolschemefortheBoostconverterisproposed．Smallsi

4、gnalmodelanalysisandsimulationandexpefi-mentalresultsdemonstratethattheproposedcontrolschemecancounteracttheimpedancenegativeofconstantpowerloadefectivelyandimprovethedrivesystemstabilityrange．Keywords：converter；virtualcapacitorcurrentfeedforward；busvoltagestabilityFoundationP

5、roject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61034007)1引言作在电流连续模式(CCM)，变换器电路平均状态方程可描述为：在电机控制器直流侧前置Boost变换器可根Ch地d／dt=i。一／，LdiL／dt+：一_m(1)据驱动系统需要调节直流母线电压．提高驱动系式中：Ch为母线电容；为Boost电感；吼为的寄生电统输出功率和效率【”。此时电机控制器可等效为阻；为电池电压；为直流母线电压；iL为电感电流；io前级Boost变换器的恒功率负载。其负阻抗特性会为输出电流；

6、“为Boost电路下桥臂功率器件的集射极电对母线电压稳定性产生不利影响【。文献【3—4]给压；为电机输出功率。出了提高母线电压稳定性的一些方法。但均存在不足。这里对Boost变换器带电机控制器负载时的直流母线电压稳定性问题进行了研究，提出一种通过控制策略优化提高直流母线电压稳定性的方法，并对所提出的新型控制策略进行了实验验证。2Boost变换器母线电压稳定性分析图I前置Boost变换器的永磁同步电机驱动系统Fig．1DrivesystemofPMSMwiththefrontendBoostconverter图1为前置Boost变换器的永磁同步电机驱

7、动系统。此处Boost变换器中的半桥结构功率管采图2为带电机控制器负载时Boost变换器的用互补驱动方式。则Boost变换器电感电流始终工控制框图[51，图3为图2的小信号控制框图，带“△”变量为其对应变量的小信号值．从中可得从功率基金项目：国家自然科学基金(61034007)到母线电压的传递函数：定稿日期：2013—12—10Gl=△l／△l=hum1／den1(2)作者简介：张旭辉(1976一)，男，河南平顶山人，博士，工程式中：nulRl=-[iL(sL+R￡)G甩／+(s+RL)]；denl=sc，·师。研究方向为电力电子与电力传动。(sL

8、+RGm)-[iL(sL+R￡)一]GH1Gm。59第48卷第2期电力电子技术Vo1．48，No．22014年2月Powe