三相PWM整流器控制算法研究與應用.pdf

1、傳統(tǒng)的二極管整流電路結構簡單,但是其功率因數(shù)不可調且由于其為不控整流電路,導致整流系統(tǒng)往電網(wǎng)中注入了大量的諧波,而出現(xiàn)系統(tǒng)功率因數(shù)較低的情況,并造成嚴重的污染。
　　上世紀90年代出現(xiàn)的PWM整流器以脈寬調制為其基礎,具有輸入電流正弦,諧波含量低,功率因素高及能量雙向流動等特點,因此廣泛應用在國民經(jīng)濟的各個領域。根據(jù)PWM系統(tǒng)的四象限運行特點發(fā)現(xiàn),在PWM整流情況下,只要交流側電源的電壓足夠大,可以通過控制交流側輸入電壓幅相即可以

2、使得系統(tǒng)在獲得理想輸出特性的情況下實現(xiàn)四象限運行。而調整交流側的電流使其的相位與電壓同相位,并使其波形接近正弦波正是消除無功功率及諧波的有效方法。這里主要研究的是非線性控制算法在三相電壓型PWM整流器上的應用。為此按順序研究了如下內容:
　　首先建立了PWM整流側系統(tǒng)的數(shù)學模型,引入系統(tǒng)開關函數(shù)的概念,建立了在三相靜止坐標系下的基于開關函數(shù)的數(shù)學模型,而后通過PARK變換將建立的三相靜止坐標系下的數(shù)學模型變化到兩相旋轉坐標系上,發(fā)

3、現(xiàn)此時的數(shù)學模型具有強耦合,非線性的特點,線性控制手段無法對系統(tǒng)實現(xiàn)有效控制。
　　針對控制電流幅相的要求,研究了直接電流控制技術,包括滯環(huán)控制與SVPWM(空間矢量脈寬調制(Space Vector Pulse Width Modulation))控制,并對兩種控制方式進行了分析比較。
　　以SVPWM直接電流控制技術為基礎分析比較了PI控制、滑模變結構及其改進的模糊滑模變結構控制算法,分析表明PI算法具有一定的抗干擾性并

4、且數(shù)學模型簡單易懂,但是系統(tǒng)的抗干擾性在參數(shù)變化較大時表現(xiàn)不佳。而滑膜變結構由于其滑模參數(shù)無關性,導致了其在達到滑模面時候有較強魯棒性,但是切換增益不能柔性過度導致了系統(tǒng)的快速性與穩(wěn)定性之間的矛盾。為解決這個問題,將模糊控制與滑模變結構控制相結合,得到了模糊滑模控制的新算法。
　　使用PWM整流技術來設計有源電力濾波器,首先通過基于瞬時無功功率補償?shù)膶崟r補償電流檢測技術,檢測出系統(tǒng)所含諧波與無功電流的大小,然后通過滑模控制技術使得