级联H桥整流电路电压滑模控制策略.pdf

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1、第50卷第5期电力电子技术2016年5月PowerElectronicsMav2016级联H桥整流电路电压滑模控制策略郑征．王莹秋(河南理工大学，电气工程与自动化学院，河南焦作454000)摘要：针对级联H桥整流器的非线性和非最小相位系统特性，通过分析单相两级联H桥整流器的拓扑结构．对级联多电平整流器直流侧电压的平衡和动态性能方面的问题进行了研究。采用滑模控制理论．通过选取合适的切换面使系统状态轨迹在设定的滑模面上运动，从而提高系统直流侧电压的响应速度和系统的动态性能指标。搭建了基于Matlab／Simul

2、ink的仿真模型和基于RT-1ab的半实物实时仿真实验平台．仿真和实验验证了该控制算法的可行性和有效性关键字：整流器；电压平衡：滑模控制中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)05—0076—04VoltageSlidingModeControlStrategyofCascadedH-bridgeRectifierCircuitZHENGZheng，WANGYing—qiu(HenanPolytechnicUniversity，~aozuo454000，China)Abs

3、tract：ForthenonlinearandnonminimumphasesystemcharacteristicsofthecascadedH—bridgerectifier，throughtheanalysisofsinglephasetwocascadedH-bridgerectifiertopology，theproblemofbalancinganddynamicperfor—maneeofcascadedmuhilevelconverterDCsidevoltageisstudied．Usi

4、ngslidingmodecontroltheory，bychoosingtheappropriateswitchingsurfacetomakesurethesystemstatetrajectorysetontheslidingmodesurface，therebyimprovetheresponsespeedoftheDCsidevoltageandthedynamicperformanceindexofthesystem．AsimulationmodelbasedonMatlab／Simulinka

5、ndasemi--physicalreal-·timesimulationexperimentplatformbasedonRT-labarebuiltup，thesimulationandexperimentalresultsverifythefeasibilityandeffectivenessoftheproposedcontrolalgorithm．Keywords：rectifier；voltagebalance；slidingmodecontrolFoundationProject：Suppor

6、tedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61340015)；HenanProvinceSci—enceandTechnologyResearchProject(No．142102210048)1引言点，将其应用于脉宽调制(PWM)整流器中，以实现其优良性能一种新型无工频变压器级联式功率变换器可针对两级级联整流器直流侧电压平衡控制。实现与电网直接相连。省去笨重的工频变压器．具在整体电压外环控制中引入滑模控制并结合电流有高功率因数，谐波污染小等优势⋯。但其

7、整流级前馈解耦控制和基于独立电压环的电压平衡控制直接与高压电网相连。若各桥直流侧电压不均衡来实现各桥直流侧输出电压平衡和功率因数控制。易造成器件损坏，会对后级逆变电路产生影响，产生大量谐波．因此亟待解决的问题是各桥直流侧2级联H桥整流电路的拓扑结构母线电压的平衡[2】。El前对级联整流器电压平衡无工频变压器单相级联式功率变换器变换器控制多采用PI控制实现直流侧输出电压平衡，但由整流级、高频变压器和逆变级组成，其中整流级当系统不稳定或受到扰动时存在超调量大．且母与逆变级均采用H桥级联式结构，该结构能在交线电压

8、波动大无法快速恢复等缺点。滑模变结构流侧输出较高电压阶梯波，同时可使单个功率器件控制具有快速响应，抗干扰能力强，实现简单等优承受的电压降低．实现了较低耐压等级的功率器件应用于较高电压等级的功率变换场合I3】。该级联式拓扑结构简单、易于模块化，广泛应用于逆变器基金项目：国家自然科学基金(61340015)；河南省科技攻中。现在级联H桥逆变器已广泛应用于高压电气关项目(142102210O48)传动、大功率静止无功补