基于瞬时功率理论的电压型PWM整流器研究.pdf

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1、第44卷第10期电力电子技术Vo1．44．No．102010年10月PowerElectronicsOctober2010基于瞬时功率理论的电压型PWM整流器研究苏晓东，焦姣(1．中国科学院电工研究所，北京100190；2．西门子工厂自动化工程有限公司，北京100015)摘要：针对传统功率定义的局限性，分析了三相电路瞬时功率理论，设计了直接功率控制系统。控制系统采用功率控制内环、直流电压外环的系统结构。在Matlab／Simulink环境下搭建了仿真模型并进行分析。基于DSP芯片适合PWM整流器控制的

2、特点，对直接功率控制系统进行了软硬件设计，在小功率实验系统上进行了调试。实验结果表明，直接功率控制具有功率因数高、效率高、算法及系统结构简单、动态响应快的优点。关键词：整流器；直接功率控制：数字信号处理器中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2010)10—0054—03ResearchonInstantaneousPowerTheoryofVoltageSourcePWMRectifierSUXiao．dong，JIAOJiao(1．InstituteofElectric

3、alEngineering，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2．SiemensfoAutomationEngineeringLtd．，Beijing100015，China)Abstract：Aimingatthedisadvantageoftraditionalpowerdefinition，thepaperanalyzesinstantaneouspowertheoryofthreephasecircuitanddesignsdirectp

4、owercontrol(DPC)system．ThecontrolsystemincludesinnerpowercontrolloopandouterDCvoltageloop．TheDPCsystemisresearchedbysimulationmodelbasedonMatlab／Simulink．ThehighspeedintegratedcontrolchipDSPisthecoreofPWMrectifiercontrol，followingdesigningthehardwarecir

5、cuitsandDSPprogramoftheDPCsysteminlow—powerPWMrectifiersystem．TheexperimentalresultsindicateDPCsystemhastheadvantageofhighpowerfactorandeficiency，simplearithmeticandsystemcomposing，betterdynamicresponse．Keywords：rectifier；directpowercontrol；digitalsigna

6、lproeesser1引言整流器瞬时数学模型转换为功率模型，为研究新的控制策略奠定基础。异步电机控制中的直接转矩控制(DTC)方法2．1传统的功率定义[11采用空间矢量概念，通过检测到的定子电压、电传统的功率定义为瞬时功率在一个周期(=流，直接在定子坐标系下计算和控制电动机的磁21rlto)内的平均值，也称为有功功率。在正弦稳态链和转矩，获得转矩的高动态性能。它无需将交流情况下，设=、／2Ucos(tot+q~)，、／2／cos(抖电动机转化成等效直流电动机，省去了矢量变换)，则有功功率可表示为：中许

7、多复杂的计算。类似于DTC的控制方法，在1r1fr三相电压型PWM整流器中。也可直接对功率进P=寺J。pdt寺J。uidt=Ulcos~(1)行观测。与给定值比较后选择适当的空间电压矢对于单相正弦或三相对称正弦量电路，传统量，实现对功率的直接控制(DPC)。那么可以预的功率定义完全适用，但当电路的电压或电流发见．三相PWM整流器的DPC也应具有异步电机生畸变，或三相不平衡使电路处于暂态过程(非周DTC所具有的响应速度快，控制结构简单等特点。期过程)时，传统的功率定义无法对其做出正确的2PWM整流器瞬时

8、功率理论描述．必须采用瞬时功率理论进行功率计算。2．2瞬时功率理论为深入研究电压型PWM整流器DPC策略，针对传统功率定义只适用于电压、电流均为正必须采用瞬时功率理论测算瞬时有功功率和无功弦波的情况，提出以定义瞬时无功功率有功功功率。同时，借助于瞬时功率理论，将电压型PWM率P等瞬时量为基础的三相电路瞬时功率理论。瞬时相电压、相电流在三相直角a，b，C坐标定稿日期：2010—06—21作者简介：苏晓东(1984一)，男，甘肃庆阳人，研究方向为大功系下各轴