三相PWM整流器闭环控制研究.pdfVIP

电气传动 2007年 第37卷 第11期 三相PWM整流器闭环控制研宪 三相PWM整流器闭环控制研究 李谦 李永东 清华大学 摘要1为了减小用电设备对电网的谐波污染和提高自身的功率因数,PWM整流器的应用越来越广泛. 根据PWM整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，运用矢量控制的思想，实现了有功和无功的解藕控 制。数字仿真和基于DSP控制平台的实验都验证了该控制方案的可行性，能够实现输人侧近似单位功率因 数及直流母线电压检定。系统的响应速度快，抗负载扰动能力强，具有较好的可靠性和实用性。 关健词 :PWM整 流器 矢量控制 单位功率因数 ResearchonClose-loopControlofThree-phasePWM Rectifier LiQian LiYongdong Abstract:lnordertoreducetheharmonicpollutionandenhancethepowerfactor,PWMrectifierhasbeen widelyused.Basedonthemathematicalmodeloftherectifierintwo-phasesynchronizationcoordinatesandthe conceptofvector-control,theactiveandreactivepowercanbedecoupled.Thefeasibilityofthecontrolmethod isverifiedbysimulationandexperimentsbasedonDSP,anditcouldachieveunitypowerfactorandsteadyDC voltage.Thesystemhasgoodreliabilityandpracticabilitywithfastrespondrateandlowsensitivitytoload change. Keywords:PWMrectifier vectorcontrolunitypowerfactor 作出如下的假设: 1 引言 I)电网为理想电压源; 传统的不控或相控整流电路的谐波污染和功 2)三相回路等效电阻和电感相等; 率因数低下形成了严重的电力公害。大功率换流 3)忽略开关器件的导通压降和开关损耗; 设备、轧机、电焊机、感应加热设备、通信设备和电 4)忽略分布参数影响。 力机车等都是这种污染的主要来源。而PWM整 流器具有功率因数可控，网侧电流正弦，能量双向 流动，直流侧电压稳定，动态响应快等优点。因 此，在高性能电力电子装置中得到越来越广泛的 应用. 本文推导了三相电压型PWM整流器在两相 同步旋转坐标下的数学模型，将电流解祸为有功 图 1 三相电压型PWM整流器主电路拓扑 分量和无功分量，给出了电流控制策略。最后在 基于TMS320F240的控制平台上，对控制策略进 虽然三相电压型PWM整流器不存在空间上 行了实验验证. 对称分布的3个绕组，但是从纯粹的数学的角度 上来看，仍然可以定义数学意义上的在空间相差 2 PWM整流器数学模型 1200的坐标系的概念。由于基于同步旋转坐标系 常用的三相电压型PWM整流器主电路拓扑 下PI调节电流控制方法的PWM整流是在同步 结构如图1所示。分析PWM整流器必须要从其