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电压源电流控制型PWM整流器

来源:艾特贸易2018-09-27

简介图 9-11 所示为电压源电流控制型 PWM 整流器。相电流正弦波的瞬时值 I_ref 、幅值 Imax 可通过下式获得 Imax=Gce=Gc (UREF - uD) (9-3) 图 9-11 中, Gc 代表一个控制器,如 PI 、 P 、 PID 等。参考信

    9-11所示为电压源电流控制型PWM整流器。相电流正弦波的瞬时值I_ref、幅值Imax可通过下式获得

   Imax=Gce=Gc (UREF - uD)    (9-3)

    9-11中,Gc代表一个控制器,如PIPPID等。参考信号的正弦波形通过Imax乘以一个正弦函数获得,该正弦函数的频率与市电频率相同,而且要同步,并具有一定的相移角φ。这样,波形就可以用来产生PWM图形。

电压源电流控制型PWM整流器

    9-11    电压源电流控制型PWM整流器

    为了电压UC反馈控制环稳定,整流器的控制用Laplace函数的框图进行分析,如图9-12所示。

闭环整流器传递函数(Laplace函数)

    9-12    闭环整流器传递函数(Laplace函数)

    方块G1 (S)G2 (S)分别代表整流器的传递函数(围绕工作点)和直流环节电容CD的传递函数。

    (9-4)

    (9-5)

    式中,△P1 (S)和△P2 (S)代表Laplace框内的整流器输入和输出功率;U为市电电压源(相一中)的有效值;Is为受参考信号控制的输入电流;Ls为输入感抗;R为整流器和电源间的电阻。根据稳定性判据,并假设采用PI控制器,就可获得以下关系式

    (9-6)

    (9-7)

    (9-7)把直流环节电容、电压、交流电源电压有效值、输入电阻、电感、功率因数、电流Is的有效值联系在一起。比例积分的增益KPK1可计算出来,确保整流器的稳定性。

    当满足上述两个条件时,在所有的负载条件下,把交流功率整流到直流,整流器将保持直流电容电压为UREF (PI控制器)。在逆变器运行时,功率将反方向移动到交流。实现了双向控制。

    对于电压源电流控整流器,有三种调制方式:周期调制(PS),幅值调制(HB),三角载波(TC)。图9-13显示了三种方式产生的电流波形。例子采用了1. 5kHz的平均开关频率。PS是最差的,但它的实现是数字式的,比较简单。HB方式和带PI控制的TC非常相似,只带有比例控制的TC具有小的相位偏移。图9-14显示开关频率越高,通过不同调制方式获得的结果越接近。开关频率超过6kHz,三种调制方式的失真都非常小。

采用1.5kHz开关频率和Ls=13mH条件下的电流波形

    9-13    采用1.5kHz开关频率和Ls=13mH条件下的电流波形

   a-PS方法;b-HB方法;c-TC方法

    PITCd-TC方法

正弦电流畸变率

    9-14    正弦电流畸变率

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