"该文主要探讨了在不平衡电网环境下,如何优化VIENNA整流器的性能,以减小直流侧电压纹波和无功功率的直流分量。作者采用了改进型直接同步解耦方法来建模电流内环,并通过加入少量功率补偿扩大工作区域,以适应不同级别的电压不平衡。此外,引入死区控制来追踪参考电流,并选择最佳占空比以驱动门极开关,从而有效地消除直流侧电压纹波并校正功率因数。文章通过仿真和实验验证了所提出的控制策略的有效性。"
1. SVM在VIENNA整流器中的应用
SVM(Space Vector Modulation,空间矢量调制)是一种常用于多电平逆变器和整流器的调制技术,旨在减少开关损耗和提高输出质量。在不平衡电网条件下,SVM被用来计算正负序分量,以更好地控制整流器的输出。
2. 改进型直接同步解耦方法
传统直接同步解耦方法用于电流控制环,可以简化系统模型,但在不平衡电网下可能不够有效。改进型方法通过更精确地计算电流的正负序分量,提高了系统在不平衡条件下的动态响应,增强了系统的稳定性。
3. 功率补偿
在不平衡电网下,通过加入适量的功率补偿,可以扩大VIENNA整流器的工作范围,使其能够应对不同级别的电压不平衡。这有助于维持整流器的稳定运行,减少因电压不平衡导致的性能下降。
4. 死区控制与最佳占空比选择
死区时间是开关器件在高频切换时为避免直通现象而设定的短暂时间间隔。在控制策略中加入死区控制,可以追踪参考电流,选择最佳的占空比,确保开关器件在最短时间内准确地跟随参考信号,减少电压过零点时的畸变。
5. 直流侧电压纹波消除
通过上述控制策略,尤其是电流内环的优化和死区控制,能够显著降低直流侧电压纹波,从而提高电能质量。
6. 功率因数校正
通过消除无功功率的直流分量,整流器能够提供接近单位功率因数的输入,减少对电网的无功负荷,符合电能质量的标准要求。
7. 实验与仿真验证
为了证明所提出的控制策略的有效性,文章进行了仿真和实际硬件实验,结果表明该策略能成功地改善VIENNA整流器在不平衡电网下的性能。
总结,该研究为不平衡电网下的VIENNA整流器提供了有效的性能优化方案,结合SVM、改进的电流内环建模、功率补偿和死区控制等技术,提升了整流器在非理想电网条件下的运行效率和电能质量。这对于需要高功率密度和低电压应力的领域,如电信、航空航天和电动汽车等,具有重要的实际应用价值。