基于SVPWM控制的高功率因数整流器的研究.pdf

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1、《电气自动化}2010年第32卷第4期变流技术基于SVPWM控制的高功率因数整流器的研究兰州理工大学电气工程与信息工程学院(甘肃兰州730050)党存禄宋文超张晓英甘玲丽摘要：采用空间电压矢量控制技术对高功率因数PWM整流器进行分析和建模，以简化型的SVPWM控制策略实现PWM控制。通过Matlab／Simulink对交流侧电压电流以及直流侧电压进行仿真。仿真结果证明这种控制的动态响应速度快，直流侧电压稳定，交流侧电流为正弦波，且电压电流同相位，实现了单位功率因数，对谐波的产生进行了有效的抑制。关键词：空间电压矢量高功率因数整流器[中图分类号]T

2、M461[文献标识码】A[文章编号】1000．3886(2010)04—0020—04StudyonHighPowerFactorRectifierBasedontheControlMethodofSVPWM(1~mhou￡eofTechnology，LanzhouGansu730050，China)DangCunluSongWenchaoZhangXiaoyingGanLingliAbstract：HighpowerfactorPWMrectifierisanalyzedandmodeledinthispaperbyadoptingSVPWMc

3、ontroltechnology．AsimplifiedSVPWMcontrolstrategyisadoptedtorealizePWMcontro1．SimulationoftheAC．sidevoltageandcurrent，aswellasDCsidevoltageiscarriedoutbyMatlab／Simulink．Simulationresultsprovethatthiscontrolmethodhasfastdynamicresponse．ThevoltageinDCsideisstable．AC‘sidecurrenti

4、ssinusoidal，andthevoltageandcurenthavethesamephase．Sotheunitypowerfactorisrealizedandharmoniciseliminatedeffectively．Keywords：SVPWMhighpowerfactorrectifier0引言在电网中解决谐波污染的主要思路有两种：一是在电网侧，对已产生谐波进行补偿；二是采用无源和／或有源功率因数校正，使其理论上不产生谐波。第二种思路是相对积极的解决方法，采用PWM控制方式的整流器，能得到较好的单位功率因数，减少线电流畸变，实

5、现能量双向传输，实现电力电子装置功率因数校正和谐波抑制的理想整流器“】。由于空间矢量调制将三相坐标系的时间变量变换到与电流基N图1高功率因数PVCM整流器主电路拓扑结构波频率同步旋转的两相d-q坐标系，稳态时正弦变化的电流变成了直流量，而PI调节器对直流信号的放大倍数为无穷大，电流稳通)，其中k=a，b，C。根据基尔霍夫定律可得三相静止坐标系(a，b，e)下的微分方态跟踪误差理论上为零，可以实现电流的无差跟踪控制，只存在高频误差，因此空间矢量调制方案可以得到高功率因数低谐波的整程为：流系统。在高性能CPU和DSP不断涌现的今天，空间矢量调制已案+

6、=e一U+uN经成为获得高性能系统场合的最佳选择，被广泛应用于数字控+只如=e6一Ub十uNo制。本文对三相电压型PWM整流器在控制策略方面进行了进一步研究，在研究三相电压型PWM整流器的前馈解耦控制策略的+Ri=ec—+UNO基础上，结合空间矢量调制(SVPWM)算法，设计了三相电压型cdV-PWM整流器控制系统。并通过仿真验证了采用此控制策略的整流dtsai+sbib+sd一iL器具有动态响应快、输出直流电压稳定等优点。1高功率因数PWM整流器的双闭环控制模型考虑三相平衡对称无中线系统，则e。+e6+e=0i。+i6+i=0(2)高功率因数P

7、WM整流器拓扑结构如图1所示：联立整理可得：假设电网电压三相对称稳定，定义单极性二值逻辑开关函数=一了1(Sa+,~b+Sc)=1(上桥臂导通，下桥臂关断)，=0(上桥臂关断，下桥臂导(3)2OIElectricaIAutomation《电气自动化}2010年第32卷第4期变流技术上述数学模型物理意义清晰、直观。但由于整流器交流侧均为时变交流量，不利于控制系统的设计。因此，通过坐标变换将三相静止坐标系(a，b，c)转换成以电网基波频率同步旋转的坐标系(d，q)，得到整流器在两相旋转d，q坐标系中的数学模型如下：：ed—md—U+学=eq-Riq一

8、一(4)dt：÷(s)由式(4)可看出，d、q轴电流不独立，存在交叉耦合关系。这是由于整流电路虽是静止电路，但变换至旋转坐标系中，经电感