三电平整流器中点电位平衡的研究.pdf

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1、《电气自动化)2011年第33卷第4期变流技术ConverterTechniques三电平整流器中点电位平衡的研究杨新华王佰川(1．兰州理工大学电气工程与信息工程学院。甘肃兰州730050；2．甘肃省工业过程先进控制重点实验室。甘肃兰州730050)摘要：介绍了一种新的中点电压平衡控制策略，得出SVPWM简化算法(传统的三电平SVPWM算法很复杂，涉及很多的三角函数和查表)。在d，q坐标系下建立三电平中点箝位电压型整流器高频数学模型，采用电压外环和电流内环的双闭环控制实现了三电平整流器的高性能特性。最后在MAT

2、LAB仿真环境中建立仿真模型，对印。坐标系SVPWM算法进行仿真，结果验证了该算法具有保持中点电位平衡和抗大负载扰动的优点。关键词：PWM整流器双闭环控制中点电位控制60。坐标系[中图分类号]TM461[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2011)04—0065—03StudyofNeutraIPointVoltageBalanceforThree—leveIRectifierYangXinhua，WangBaichuan(1．CollegeofElectricalandInformationEng

3、ineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China；2．KeyLaboratoryofGansuAdvancedControlforIndustrialprocesses，LanzhouGansu730050，China)Abstract：ThetraditionalthreelevelSVPWMalgorithmisverycomplex，relatingtomanytrigonometricfunctioncomputingandlook—u

4、ptable．Inthispaper，thepredigestedSVPWMalgorithmiselicitedbyusinganewneutralbalancedcontrolstrategy．Thehigh·~equencymathematicalmodelofthreelevelneutral—point-clampedvoltagesourcerectifierwasestablishedinthed，qframes，usingthedualclosedloopcontrolofvoltageoute

5、rloopandcurrentinnerloop-thethreelevelrectifierhigh—performancefeatureswereachieved．Finally，thesimulationmodelofrectifierissetupbyusingMATLAB．Simulationresultsprovethemeritofthealgorithminkeepingneutralpointvoltagebalanceandresistinglargeloaddisturbance．Keyw

6、ords：PWMrectifierDualclosedloopcontrolNeutralpointvoltagecontrol60。coordinatessystem0引言三电平二极管箝位型整流器也叫中点箝位整流器，由于每个开关管只承受一个输出电容电压，电压应力比同功率两电平PWM整流器小一半，控制相对方便。三电平PWM整流器两个输出电容电压不平衡，直接影响到整流器的工作性能。目前，对二极管箝位型整流器l3的控制分为空间矢量控制和载波调制控制HJ，现有的研究大部分集中于载波调制控制，载波调制控制概念清晰，脉冲

7、产生方便，但在解决直流输出中点平衡问题上没有空间矢量法灵活。拟解决中点平衡问题，本文采用空间矢量控制，通过选择适当的矢量，改变矢量的作用顺序和时间合成参考矢量，实现中点平衡。鉴于三电平基本空间矢量之间的角度均为60。的倍数，本文应用一种新的基于60。坐标系的改进算法。本文将基于g—h坐标系的空间矢量调制算法应用到三电平二极管箝位型整流器中，并基于MATLAB仿真环境实现了该算法，仿真结果验证了该算法的有效性。图1电压和电流双闭环j空制1电压和电流双闭环控制本文采用基于d—q旋转坐标系下电压和电流双闭环解耦控=(

8、+争)(一iq)一础+Uq制，电压和电流双闭环控制原理如图1所示=(+争)()一Ua三相整流器d-q轴电流分量i，i。相互耦合，对于电流控制器的设计不利。所以本文引入i，iq的前馈解耦控制，且i，i。电式中，、为交流侧指令电压；为电流环比例控制参流环均采用PI调节控制。同步旋转dq坐标系下的电压指令为数；Ku为电流环积分控制参数。需跟踪的指令电流为与发电机侧电动势同频率的三相对称收稿日