三相ac-dc电压源变换器控制技术探究

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1、三相AC/DC电压源变换器控制技术探究　　摘要：为了改进AC/DC变换器的性能，本文提出一种基于汉密尔顿消散模型的AC/DC控制算法。介绍了一种基于汉密尔顿消散模型的AC/DC控制器设计方法，并对这种控制算法进行了分析。关键词：AC/DC变换器控制技术中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）01-0003-021引言三相AC/DC电压源变换器具有交流侧为正弦电流控制以及单位功率因数，直流侧为直流电压控制，两侧之间功率流可逆等诸多优点[1]。因此被广泛应用于电力变换当中。而AC/DC变换的非线性控制也因具有诸如反

2、应迅速、稳定性好、高功率因数以及结构简单等特点[2]，而被广大学者研究。为了提高AC/DC变换器的性能，本文提出了一种基于汉密尔顿消散模型的控制策略，并介绍了一种新的控制器设计方法。2AC/DC变换器数学模型三相AC/DC电压源变换器的电路结构如图1所示。4为了方便建立数学模型，假设交流电压与三相平衡供电，滤波电抗器为线性的[3]，IGBT为理想开关。uu，uv和uw为三相电压源的相电压，iu，iv和iw为相电流。Su，Sv和Sw为AC/DC变换器的开关函数。uDC为直流端的输出电压，R和L分别为滤波电抗器的电阻和电感，C为直流侧的电容，RL为

3、直流侧的负载，uru，urv和urw为整流器的输入电压，iL为负载电流。从图1中可知三相AC/DC电压源变换器的数学模型如下式所示（1）将上式进行dq轴分解，则有（2）式中ω为交流电压的角频率。3基于汉密尔顿消散模型的控制算法设计（1）AC/DC变换器的汉密尔顿消散模型，假设x1=Q=CuDC，x2=y1=Lid，x3=y2=Liq，根据式（2）有（3）令H（x）为AC/DC变换器的总能量，表示为H（x）=x12/2C+x22/2L+x32/2L，则式（3）可表示为：（4）上式可以简化为（5）式中J=-JT，Q=QT。4式（5）即为AC/DC变

4、换器的汉密尔顿消散模型4控制器设计式（5）中gu为常量，Sd和Sq为控制变量。（6）只有在满足上式条件时，才能得到匹配的对象。定义，并且Jd=J，Qd=Q，Ja=0，Qa=0。则式（6）有（7）从上式中我们可以得到（8）从中解出k1（9）根据汉密尔顿消散模型的条件[4]，可求出（10）将上式代入式（8）中得到（11）5结语基于汉密尔顿消散模型的AC/DC变换器控制器有较好的动、静态性能。使用式（11）的控制器，虽然不能式（2）解耦，但是它的优点在于不用在交流侧设置传感器来采样参数，因此可以使控制更加简单，增加变换器的可靠性。参考文献[1]LiZ

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