基于3DSVPWM的APF控制策略研究

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1、万方数据总第47卷第539期2010年第ll期电测与仪表ElectricalMeasurement＆Instrumentation～d—4’N0．539Nov．20lO基于3D—SVPWM的APF控制策略研究周睿，孔令军，张迎(中国矿业大学江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心，江苏徐州221008)摘要：基于p1一r空间坐标变换的基本思想，采用三相对称单位正弦电压替代电网畸变电压，由此构建出改进的正序分量矩阵，对p—q—r法在电网不平衡及畸变时的检测原理进行了改进。结合改进的P—q一谐波检测法，采用3D—SVPWM调制方法，对电容中点式APF进行了

2、建模及仿真，详细论述了3D—SVPWM策略中零矢量方向的判断方法。以DSP2812为控制器搭建了实验平台，验证了该系统的正确性。关键词：三相四线制；电容中点式；谐波检测；三维空间矢量调制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1001一1390(2010)11—0017—05TheAPFBasedon3D-SVPWMControlStrategyZHOURui，KONGLing-jun，ZHANGYing(JiangsuElectricalDrive&ControlEngineeringTechnologyResearchCenter．China

3、UniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，Jiangsu，China)Abstract：Basedonthebasicideaofspatialtransformationofp-q-r，thispaperUSeS3D-SVPWMmodulationtomodelandsimulatethemidpointcapacitor-typeAPF．Detaileddescriptionofthezero-vectordirectiondeterminemethodofthe3DSVPWMstrategyandt

4、hedetectionprincipleofusingtheimprovedp--q--rmethodtodetecttheunbalanceanddistortionofthepowergrid．ThecontrollerDSP2812isusedtobuildanexperimentalplatformtoverifythecorrectnessofthesystem．Keywords：three-phasefour-wire，mid-pointcapacitor，harmonicdetection，3D—svpwm0引言电容中点式APF使用开关器

5、件数目少，在中小容量系统中受到广泛关注，针对该结构的中线补偿和控制策略的研究一直是一个重点ll-31。传统的0、毛法对三相四线制系统进行谐波检测时，零序分量中只存在有功分量，这与通常的功率理解相冲突。p—g一，．法将电压、电流空间矢量在p—q—r空间坐标系下进行分解，定义了三相四线制系统下零序分量的有功和无功功率，各种功率定义与传统功率定义相吻合，同时，3A"功率分量彼此完全独立，可以灵活补偿，无需储能元件，改善了中线补偿的效果嗍。此外，3D—SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响，解决了中线电流指令的跟踪问题，但以往的论文都是假设零矢量的补偿方

6、向已知，得出跟踪电压公式，并未对零矢量补偿方向的求解过程有详细描述，因此文中对这一建模过程进行了详细的论述。1P一口-，法原理1．1p-q—r法基本理论在三相电网电压不对称的条件下，将俨6_c平面坐标系下的电网电压变换到三相正交a书一0空间坐标系下，如图l(a)。(a)a—芦．．o坐标系(b)P—g_r坐标系图lp--q--r空间坐标系的形成Fig．1Theformationofp-q-rcoordinates图1中，电压合成矢量e是一个空间量，其在a-fl平面的投影为e。。在图1a中固定O轴，将a-／3坐标系逆时针旋转角度p，使d轴与e。重合，得到口

7、轴，再固定q轴，将坐标系再逆时针旋转角度妒，得到ID轴和r轴，其中q轴垂直而一0一坪面，如图l(b)所示。一17—万方数据总第47卷第539期2010年第11期电测与仪表ElectricaIMeasuremeng＆Instrumentation、bI．47No．539Nov．2010．fe。eae芦1睁阱州i1㈩‰2‰kc=～世(5)．e0．i,rc=i,r+——lD出P曲1式中。为有功电流交流分量；k为有功电流直流分量。当系统对无功进行补偿时，可根据p-g—r法的优势，对口轴和r轴的电流进行全补偿即可完全补偿无功。1．2改进的p叫一r法改进的p—q—

8、r法检测原理参见图2。当电压畸变时，对称的三相电网电压为：e。=2X／可E．sin(ntot+