三相电压型整流器相位幅值控制方法

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1、2010年8月广西电力17Vol33No．4GUANGXIEIJECTRICPOWER三相电压型整流器相位幅值控制方法ControlMethodofPhaseandAmplitudeforThreePhaseVoltageSourceRectifier郭国强GuoGuo——qiang(广西电网公司南宁供电局，广西南宁530031)摘要：提出了一种新型的三相电压型整流器相位幅值控制方法。该方法以调制比M作为控制变量，具有控制算法简单，易于实现等牦点。仿真结果表明，系统可以按照给定调节输出直流电压并且能够实现单位功率因数。关键词：电压型整流器；空间矢量；

2、相位幅值控制中图分类号：TP212文献标志码：B文章编号：1671—8380(2010)04—0017—03降低谐波电流含量，提高网侧功率因数，对提高上式中k=a，b，c分别表示三相桥臂(下同)。电网电能质量具有重要意义ll-2j。随着几十年的研究和发展，PWM整流器技术已日趋成熟，其主电路类型主要有电压型整流器以及电流型整流器。其中电压型整流器由于结构简单、状态参数少、易于控制等优点应用广泛。其控制方法主要有直接电流控制、状态反馈控制以及相位幅值控制等，比较各种控制策略，相位幅值控制具有结构简单、控制灵活等特点。本文基于三相电压型整流器开关模型得到

3、其空间矢图1三相电压型整流器主电路拓扑量模型，并通过矢量相位幅值控制实现了整流器的■相静止对称坐标系(0，b，C)中，由图l可写单位功率因数输出，最后通过Simulink仿真，仿真结■相电压型整流器开关函数模型为I3】：果表明该控制闭环算法简单清晰、调节方便、控制稳c=定。1系统模型及控制策略的分析L警t=1．1三相电压型整流器的空间矢量模型(1)1)■相电压整流器丰电路拓扑!n1l冬1l所，J—一建、模之前．先作以下似设：If州电动势为卡“平衡的正弦波IU动势()；I输入滤波lU感值∑=∑∑=0=LIv=．LIu=．相等日．均为线性；火已件为慰器件

4、先定义t考虑变量，i的正弦基波分量，则可通过极性二值逻辑7I：火数为：派范变换⋯程绀(1)可得～相电压整流器同步fl，I桥惜迎。下桥忖父断；旋转标系(，吖)下的数学模为：“l0，f桥惜父断，卜桥忖迎收稿日期：2010—03—23广西电力2010年8月18GUANGxIELEC，rRICPOWERVol33N0．4Cdvac1．3空间矢量相位幅值的控制方法一：d￡手(一)一当三相电压型整流器工作在三相平衡且已达到did--n++e稳态时，此时，，面，值不变，由式(3)易得：(2)0=-j~U,-RI+檀出一(4)一Ri-toLid+eq由式(4)可画出

5、三相电压型整流器在稳态时的空间矢量等效电路图以及相量图，如图3所示。Yd=UdcSd，1)q~-UdcSq式中s，s。为坐标系(d，g)中单极性二值逻辑开关函数。若将坐标系(d，口)平面看为复平面，其中d轴为实轴，q轴为虚轴。则任一复矢量可表示为：Xaq=xd+jxq，，幽∈{E由，J由，’，由，S由}(a)空间矢量等效电路图将方程组(2)写成矢量形式，则可得到三相电压型整流器在(d，q)坐标系下的复矢量数学模型为：Cdvac一：·一d=-j∞地一尺J由+‰一‘3(b)单位功率因数运行时空间矢量关系图=l，d图3相位幅值控制原理图1．2三相电压型整流

6、器电压空间矢量分析由图2及图3(b)可知，在单位功率因数下运行，若考虑到R<

7、调制比就可以调整的相位和幅值，从而实现功率因数为1。在传统的相位幅值控制方式中，在功率因数为1时，e和由的算法完全根据相量图并依赖于主电路参数，如下式：I=)+(==I『l尺)(7)一州㈦若考虑到实际运行时II《lE由l，则式(7)可改写为图2三相电压型整流器空间电压矢量分布s(9)由上述分析表明■相电压型整流器空间电压矢量在复平面上可表示为：其中式(6)和式(8)的运算量较大并且与主电路参数相天联，不易实现实时控制。单位功率因数条件：”们(⋯6)下，弩虑能量原理：=0．E山l=瓮(10)电压空间矢量PWM力‘法就是m这8个幕本电压矢量合成所需的空间

8、旋转的电压矢量一联●式(5)、(9)、(10)、(14)可得：2010年8月广西电力19Vol33NO．4G