三相电压型PWM整流器的ORS-DPC技术及其扇区优化

"三相电压型PWM整流器的直接功率控制技术，输出调节子空间(ORS-DPC)，扇区划分，功率因数" 本文详细探讨了三相电压型PWM整流器的直接功率控制策略，重点在于输出调节子空间(ORS-DPC)的应用及其挑战。该技术旨在克服传统电压定向和虚拟磁链定向直接功率控制的不足，以实现更高效、精准的电力转换。 ORS-DPC系统的核心在于其结构，如图4所示，包括交流侧的电压、电流信号的变换处理，以及瞬时功率的计算和比较。系统通过检测交流侧的uα、uβ、iα和iβ，计算出有功功率p和无功功率q，然后与设定的参考值refp和refq对比，得到差值信号Δp和Δq。为了补偿近似输出调节子空间导致的误差，系统会旋转电源电压矢量u一个角度ϕ或ψ，形成新的电压矢量'u。根据Δp、Δq和'u，控制系统会选择适当的开关矢量，以控制开关管的通断。同时，外环的低通滤波和积分结构用于抑制直流侧的干扰。 ORS-DPC技术中，为了减少控制复杂性，采用近似的子空间替代精确的输出调节子空间。通过公式（5），电压矢量u可以逆时针旋转ϕ弧度得到'u。角度的选择，如公式（6）所示，依赖于瞬时有功无功功率和直流电压等因素，φ和ψ的角度计算确保了对控制矢量的优化。 针对输入空间的扇区划分是ORS-DPC技术中的关键部分。传统的6扇区划分方法可能在某些情况下不够精确。因此，文章提出了12扇区的划分方法，以适应不同大小的区域，即使某些区域很小，也能提供更精确的控制。12扇区的控制算法与6扇区有所不同，它能确保在不同工况下，系统性能的优化。 通过Matlab/Simulink的仿真验证了12扇区划分对系统性能的提升，改进后的ORS-DPC技术保证了输出电压的良好控制，并实现了接近1的功率因数，这是衡量系统效率和电网适应性的关键指标。 这篇文章深入剖析了ORS-DPC技术在三相电压型PWM整流器中的应用，强调了扇区划分的重要性，以及如何通过优化控制策略提高系统性能。这些研究对于自动化技术和电力电子领域的工程师来说具有重要的参考价值。