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和升高直流电压的作用

作者:AG8集团 发布时间:2020-05-12 03:45 点击:

  摘要:通过分析三相脉宽调制( PWM) 整流器在d-q 旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的PWM 整流器双闭环控制系统。根据系统对电流内环的控制要求设计电流比例积分( PI) 调节器,提出按闭环幅频特性峰值( Mr) 最小准则来确定调节器参数的方法;根据系统对电压外环的控制要求,采用模最佳整定法来设计电压PI 调节器。最后对整个PWM 整流器双闭环控制系统进行仿真,仿真结果验证了PI 调节器设计的正确性。

  PWM 整流技术在抑制谐波及无功补偿方面有很强的优势,具有网侧电流输入接近正弦,网侧功率因数可控,能量双向传输,动态响应速度快等优点。目前广泛采用的是基于电压定向的PWM 整流器。电压型PWM 整流器要控制的变量有两个,一是整流器的直流电压输出,二是整流器的输入电流,基于d-q 坐标变换的矢量控制通过对PWM 整流器有功和无功电流控制,达到控制输入电流的目的。因此,如何合理的设计控制两个变量的调节器参数以保证在电源电压波动范围内能实现良好的控制性能很重要。

  本文在分析PWM 整流器工作原理和数学模型基础上,建立前馈解耦控制系统框图,提出电流环和电压环PI 调节器参数设计方法,并给出simulink 仿线 PWM整流器工作原理及数学模型

  三相PWM整流器主电路如图(1) 所示, ea , eb , ec为电源电压, ua , ub , uc 为整流器整流侧输出电压,其中整流器交流侧输入电感L 起到

  和升高直流电压的作用,直流侧电容C 作为储能元件并起到稳压作用。三相PWM 整流器在d2q 坐标系下的数学模型为:

  由上式,同步旋转坐标系中,以d 轴电源电压矢量定向(矢量图如图2 ,把对电网相电流的控制转化为对电流is在d 轴和q 轴的直流分量的控制,从而简化了PWM 整流系统控制器的设计) 的PWM整流器模型为:

  从式(1) 数学模型看出, d-q 轴变量相互耦合,不但电压无法进行单独控制,而且给控制器的设计带来一定的困难。为此,引入id 、iq 的前馈解耦控制,对ud 、uq 进行前馈补偿,得到电流控制的两相旋转坐标系下电压指令为式(2) 。前馈解耦控制框图如图3 所示。

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