单相三电平整流器双滞环SVPWM电流控制方法-论文.pdf

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1、电力系统保护与控制文献[4]采用传统SPWM控制原理来控制单相三电平逆变器，控制策略比较简单，但是输出电能质量差，会产生大量谐波电流。文献[5】将跟踪电压矢量的SVPWM电流控制思想引入单相三电平PWM整流器中，该方法较好地实现了电网侧谐波畸变小和功率因数高的获得。但是其电流动态响应慢，电流图1单相三电平整流器电路结构误差大，而且需要对电压矢量的输出时间进行大量Fig．1Circuitstructureofsingle—phasethree—levelrectifier计算。为此本文将滞环SVPWM电流控

2、制思想引入单母线电压为ud。，c1=c2，用文献[8]中点电位补偿相三电平整流器中，以获得较快的动态电流响应和设计使C1、C2端电压Ucl-U。2=ud。／2，以。点为参较强的系统鲁棒性，及优化电能质量。采用预测指考点，则0和0可以获得三种电平：一g2、0、令电流与实际电流误差来获得指令电压矢量。由于。／2，整流器输入端电压己，ab可以有五种模值状态单滞环【6】易受误差电流幅值的影响，开关频率波动±udc、±。／2、0。大，且可能会出现跟踪电流速度慢的情况。为此引定义理想开关函数和如下：入双滞环【7】来切

3、换调节，当电流误差较大时使用较ll，G1导通大的外环控制规则，以进行快速电流跟踪控制；当Sa={0，s导通(1)电流误差较小时，使用较小的内环控制规则，能够更好地抑制电流谐波。l_1，G2导通OOOO1三电平整流器工作原理=怯单相三电平整流器主电路由四个功率开关管构‰％0O成两组桥臂，一个功率开关管与；四个钳位二极管形由式(1)、式(2)可得到主电路3X2=6种开关组成一组中性点桥臂，再加一个储能电感L，两个储合，因此主电路的6种工作模式、开关状态及相应能电容C1、C2。具体结构如图1所示，设直流侧电压状

4、态量如表1所示。。一～以：一表1开关切换控制表Tlable1SwitchcontroltableO0ll工作模式SaSbGlG2G3G4SLUb0b状态量∞∞2双滞环SVPWM电流控制方法dA／e=Uab+dt—Uac(4)2．1控制原理对于图1所示单相三电平拓扑结构，若忽略交要想获得零误差电流的响应，则输出指令电压流侧电阻，可得矢量方程为Uab应满足Uab：-(3)UZ=Uac一等㈣设指令电流为C，则实际的误差电流矢量为对于图1中的拓扑结构，共有6个空间电压矢A／=—，将误差电流矢量代入式(3)中可得e

5、袁洁，等单相三电平整流器双滞环SVPWM电流控制方法保持原来(1，⋯，6)不切换，从而限制了开关频率，量(1，⋯，6)可以选择，代入式(4)得增加电流控制的稳定性。掣dt=‘+等d，～(6)将式(5)代入式(6)得LdA／o‘：L—一Uab(7)出图2四态双滞环比较器从而可以通过选择合适的(1，⋯，6)来控制误Fig．2Four-statedoublehysteresiscomparator差电流△，e。如果直接通过来求取，会当系统启动或有负载扰动时，误差电流幅值较大，此时误差电流进入外环，外环的控制目的

6、是为使得误差太大，所以采用电流预测方法来求取，在了让误差电流迅速减小，进入内环；相应的内环控第k个周期内，Ia。()=／ao(一1)，从而可得制是以稳定和减小开关频率为目的，使得电流误差Ldla'进入系统要求的稳态状态一死区，所以死区的宽度~一：f二f8)由系统所需稳态误差精度决定【10J。dt2．2分区及输出(1，⋯，6)的选择将式(8)代入式(5)得首先根据表1中的实际输入端电压五种输：Uac一(塑)(9)出矢量模值大小，将指令电压所在空间矢量分』成四个区域，并记为如下I～Ⅳ区。区域I：／2。；从式(

7、7)可看出，为了实现电流跟踪控制，则必须选择一个合适的空间电压矢量(1，⋯，6)，使误差区域II：0<。／2；变化率矢量dA／e／出与误差电流矢量的方向区域III：一／2<0；始终相反，当开关频率足够高时，误差电流矢量的区域Ⅳ：一。一。／2。模ll就能被限制在一定的滞环宽度内，从而实现电压空间状态矢量图如图3所示，图3中虚线了整流器电流的跟踪控制，并抑制了电流谐波。但表示的矢量为(1,---,6)所对应的矢量是，当d／dt较大时，由于所选(1，⋯，6)模值对Ld／d。当电流误差位于内环时，即应的Ldate

8、／df模值太小，可能无法快速跟踪hi2时，误差电流处于外环，区域II