双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定

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1、2010年2月电工技术学报Vol.25No.2第25卷第2期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2010双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定汪万伟尹华杰管霖（华南理工大学电力学院广州510640）摘要双闭环矢量控制的电压型PWM整流器的PI参数整定是一项极其重要却又十分依赖经验的工作，参考文献很少。本文应用Matlab/Simulink仿真研究了这种整流器系统的L、C参数和PI调节器参数对直流侧电压响应及交流侧谐波与功率因数的影响，提出了一套简单易行、规范化

2、的设计和参数整定方法。并用实例说明了这种方法的具体操作过程，验证了其有效性。关键词：PWM整流器矢量控制PI参数整定仿真中图分类号：TM461ParameterSettingforDoubleClosed-LoopVectorControlofVoltageSourcePWMRectifierWangWanweiYinHuajieGuanLin（SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou510640China）AbstractThePIparametersettingofdoub

3、leclosed-loopvectorcontrolofvoltagesourcePWMrectifierisveryimportantandlargelydependingonexperiencewithfewreferencesavailable.Inthispaper,howtheL、CvaluesandPIparametersinfluencetheoutputDCvoltagewaveform,ACsideharmonicsandpowerfactorarestudiedbysimulationinMatla

4、b/Simulink,andbasedonwhichasimpleandnormalizedmethodforthecontrolsystemdesignandPIparametersettingisproposed.Someexamplesaregiventoillustratetheapplicationofthismethod.Keywords：PWMrectifier,vectorcontrol,PI,parametersetting,simulation针对以上问题，有不少文献介绍了多种PI参数1引言计算方法

5、，例如文献[8-10]。文献[11]也提出了一些单位功率因数的电压型PWM整流器由于具有改进算法。然而这些计算方法都是在多种简化假定网侧电流谐波含量小、功率因数高、电能可双向传的基础上获得的，依据它们得到的PI参数组合，只输、动态响应快等优点[1-2]，而被广泛应用于交流传能作为设计的一个起点，却不能指望它们本身就可动系统中，其控制系统往往采用电流内环和电压外以给出良好的实验结果或理想的仿真波形。人们必环的双闭环直接电流矢量控制方案[3-7]。该控制方案须在这些理论计算的基础上，对PI参数作进一步的中有3个PI控制器参

6、数需要确定，这些参数需要协整定，才有可能得到满意的结果。在实际工程应用调才能获得良好的暂态和稳态响应性能。此外，控中，这个调整过程既十分必要和重要，又极端依赖制器PI参数的选择有时会对网侧轭流电感L的微小经验。它必须以充分了解各个PI参数对外部响应特变化十分敏感，而在实际工程中又无法保证L绝对性的影响模式为基础，盲目的试探费时费力而又收恒定，这更增加了PI参数设计的难度。效甚微。到目前为止，这方面的文献十分难觅。本文在Matlab仿真环境中对基于双闭环直接国家自然科学基金资助项目（50777022）。电流矢量控制的电网

7、侧PWM整流器进行了大量的收稿日期2009-07-20改稿日期2009-11-03参数性能测试和分析工作。在此基础上，提出了一68电工技术学报2010年2月套简单可行、规范化的参数整定方法，它包括L、C外，还必须满足交流侧电流波形的需要，即要保证的取值范围及直流电压下限的确定、电压环限幅确交流电流不发生畸变且可控。如果忽略高次谐波的定、PI参数确定、功率因数校核及L敏感性检测5个影响，当系统达到稳定时，直流侧电压Udc的下限步骤。论文对整定方法进行了详细介绍，并通过仿真取决于电压利用率M。由于UVdc=6/1xM，其中

8、实例说明了其具体实施步骤、并验证了其有效性。V1x为整流器输入端A、B、C点的交流相电压基波分量有效值（x=a、b、c），对于正弦波PWM（SPWM），2三相电压型PWM整流器模型其电压利用率M≤32，对于空间矢量PWM三相电压型PWM整流器的主电路拓扑结构如（SVPWM），其电压利用率M≤，因此有1图1所示，网侧电路采用三相对称