三相PWM整流器双闭环控制：PI调节器设计与仿真

"电源技术中的三相PWM整流器双闭环PI调节器的新型设计" 在电源技术领域，三相PWM（脉宽调制）整流器因其在谐波抑制、无功补偿以及高动态响应等方面的优势，被广泛应用。本文重点讨论了一种新型的双闭环PI调节器设计，用于优化PWM整流器的性能。 首先，文章基于d-q旋转坐标系分析了三相PWM整流器的数学模型。d-q坐标系是一种常用于交流电机和电力电子设备控制的两相直轴与交轴坐标系统，它能够将复杂的三相交流信号转化为直流等效信号，便于进行解耦控制。在这种坐标系下，PWM整流器的电流和电压控制变得更加直观和有效。 文中设计的双闭环控制系统包括一个电流内环和一个电压外环。电流内环的目标是精确地控制整流器的交流侧输入电流，以确保其接近正弦波形并保持高功率因数。为此，采用了一个电流PI调节器。PI调节器结合了比例控制（P）的快速响应和积分控制（I）的稳态精度，能够有效地消除稳态误差。文章提出了按闭环幅频特性峰值（Mr）最小准则来确定PI调节器的参数，这种方法有助于优化系统的稳定性和响应速度。 电压外环则负责维持整流器的直流电压输出稳定。考虑到系统对外部电源电压变化的适应性，采用了模最佳整定法设计电压PI调节器。模最佳整定法是一种优化控制器参数的方法，旨在使系统的闭环传递函数在特定频率下具有最大幅值，从而获得期望的动态性能。 整个双闭环控制系统通过仿真进行了验证，仿真结果证明了这种PI调节器设计的有效性。仿真不仅确认了电流内环和电压外环的性能，还展示了在不同工况下系统能够快速响应并保持稳定输出的能力。 总结来说，这项研究为三相PWM整流器提供了一种先进的控制策略，通过优化的双闭环PI调节器设计，实现了对整流器输入电流和输出电压的高效控制，提高了系统在各种条件下的运行性能。这一设计对于提升电力系统效率，减少谐波污染，以及改善电网互动性具有重要意义。