三电平钳位型整流器的电流谐波畸变率改进策略-论文.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.8电气传动2014年第44卷第8期三电平钳位型整流器的电流谐波畸变率改进策略董婷婷，王久和，马先芹（北京信息科技大学自动化学院，北京100192）摘要：为了实现对三相三电平双负载中点钳位型（NPC）电压整流器（VSR）的控制，分别从基尔霍夫电路定律和能量交换两种角度建立了具有统一形式的dq坐标系欧拉-拉格朗日（EL）数学模型，然后分析了整流器主电路在dq坐标系下能量元件的等效值，设计了带有中点电位平衡策略的无源混合控制器。Matlab/Simuli

2、nk仿真结果给出了无源混合控制系统与双闭环PI控制系统的性能对比，证明无源混合控制策略在改善交流侧总电流谐波畸变率（THD）及功率因数（PF）方面的性能更为优越。关键词：三电平；双负载；二极管钳位；整流器；无源混合控制；电流谐波畸变率；中点电位平衡中图分类号：TM461文献标识码：APassivity⁃basedTHDImprovementStrategyof3⁃level3⁃phaseDual⁃loadNPCVSRDONGTing⁃ting，WANGJiu⁃he，MAXian⁃qin（Automa

3、tionInstitute，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China）Abstract:Inordertocontrol3⁃level3⁃phasedual⁃loadNPC（neutralpointclamped）VSR（voltagesourcerectifier），anessentiallyunifiedEL（euler⁃lagrange）modelingwaspresentedintwoforms，

4、oneisbasedonKirchhoff'scircuittheory，theotherisbasedonpowercircuitenergyexchange.Thentheequivalentenergycomponentswereanalyzed，apassivity⁃basedhybridcontrolstrategywithDCsideneutralpointpotentialstabilizationmethodwasputforward.TheMatlab/Simulinksimula

5、tionresults’comparisonofthepassivity⁃basedhybridcontrollerwiththePIcontrollershowthat，theproposedhybridcontrolstrategyisbetterinTHD（totalharmonicdistortion）andPF（powerfactor）.Keywords:3⁃level；dual⁃load；neutralpointclamped；voltagesourcerectifier；passivi

6、ty⁃basedhybridcontrolstrategy；totalharmonicdistortion；neutralpointpotentialstabilization外环使用PI控制，既可加速动态响应，又可解耦1引言交流侧电流。文献［2-4］从能量角度建立了4线随着工业发展对大容量高压变频装置的需制、三线制三电平NPCVSR双EL数学模型，设计求越来越高，传统的两电平结构已无法满足应用了无源混合控制器，达到了对整流器进行控制的［1］要求，三电平结构日益受到业界青睐。目前，三目的。但是，其能

7、量函数与拓扑结构不一致。为电平整流器的控制器以双闭环PI控制器为主，利解决该问题，本文引入文献［5］的直流侧双负载用电流交叉反馈和电压前馈实现解耦，控制方法形式，文献［6］中的SVPWM调制方法，文献［7］简单，控制效果很好。但是，它属于线性控制方中的中点电位平衡策略，文献［8-9］中的无源控法，只适用于期望点附近，且需整定两组PI参制理论，文献［10］中的典型II型系统PI参数整定数。无源混合控制器基于能量收敛原理，仅电压方法，建立了具有标准EL方程形式的数学模型；基金项目：国家自然科学基金资助项

8、目（51077005）；北京市属高等学校科技创新能力提升计划项目（PXM2013_014224_000095）作者简介：董婷婷（1988-），女，硕士在读，Email：rolls1988@126.com43电气传动2014年第44卷第8期董婷婷，等：三电平钳位型整流器的电流谐波畸变率改进策略改进了电流内环使用的无源控制律，使交流侧电标系下的数学模型为流解耦。ìdiaïLdt+Ria+(Sa1uC1-Sa4uC2)-uNO=ea2三电平双负载NPCVSR的数学ïdiïL