基于三相电压型基于三相电压型PWM整流器的间接电流控制方案整流器的间接电流控制方案
三相电压型PWM整流器的控制方式可分为直接电流控制和间接电流控制。尽管间接电流控制的动态响应不及直
接电流控制,但由于它开关机理清晰,不需要电流传感器和电流控制回路,所以PAC控制仍有一定的应用场
合。间接电流控制[1]又称幅值相位控制(PAC),它对PWM整流器输入电流进行开环控制。
1引言
三相电压型PWM整流器的控制方式可分为直接
2传统的控制方案
图1三相电压型整流器主电路拓扑
三相电压型PWM整流器主电路见图1。
图中Vi、Vpi、Li(其中i=a,b,c)分别是三相输入电源电压、整流器输入端电压、输入电感,R为负载电阻,C为输出滤波电容。
假定三相电路系统参数完全对称且开关管均是理想的,不计输入电阻。
图2传统的PAC控制方案
间接电流控制是一种基于系统稳态模型的控制策略。传统的PAC控制所依赖的静态数学模型是三相静止坐标系下的低频数学
模型,参见式(1)[2]:(1)
图3单相基波相量图
式中:ω为电网角频率;mi(i=a,b,c)为三相调制比;Im为
式(1)中的Im应视作控制信号Im*,在稳态时Vo即为Vref,于是由式(1)即产生了如图2所示典型的控制方案。
3 PAC控制方案
3.1
本文提出一种新的PAC控制方案,该方案只检测直流输出电压(这是实现电压环控制所必需的),使控制得到简化。分析时假定
输入电感L(输入电感的电阻很小通常可忽略)、电源角频率ω、负载电阻R等均为已知。
根据三相电压型PWM整流器主电路各参数和控制参数间的稳态关系[3]可知,在单位功率因数(φ=0°)且已知直流输出电压Vo的
情况下,调制比m与调制角δ必须满足下式(调制角的含义参见图4):δ=arcsin(2)。即单位功率因数时调制比m与调制角δ只
与系统参数ω、L、R等有关。同时,当给定输入电源电压与直流输出电压时,调制比m与调制角δ又满足
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