能量回饋型同相供電系統(tǒng)的單相PWM整流器研究

圖中，PWM整流器采用雙閉環(huán)控制策略，直流母線電壓外環(huán)PI調(diào)節(jié)器加入I0前饋，減輕PI調(diào)節(jié)器負(fù)擔(dān)并抑制負(fù)載擾動(dòng)：電流內(nèi)環(huán)采用PR
調(diào)節(jié)器并引入uN前饋，實(shí)現(xiàn)單相正弦電流無靜差跟蹤并抑制輸入電壓擾動(dòng)。
3．1 基于輸入電壓前饋的電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)
根據(jù)單相PWM整流器拓?fù)?，得到功率單元整流?cè)電流環(huán)控制框圖如圖4所示。圖中，虛線框部分為整流器的數(shù)學(xué)模型。可見，uN為控制系統(tǒng)中存在的擾動(dòng)源，因此將其作為前饋加入PR調(diào)節(jié)器輸出中，抑制uN波動(dòng)帶來的系統(tǒng)擾動(dòng)。為提高電流環(huán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力并適當(dāng)增加帶寬，采用準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器，傳遞函數(shù)為：

選擇準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器參數(shù)為Kp=5，Kr=200，ωc=5。在調(diào)節(jié)器開環(huán)根軌跡圖中，根軌跡所有點(diǎn)模值均為ω，說明該調(diào)節(jié)器對基頻信號具有極高增益。閉環(huán)極點(diǎn)無限接近虛軸，既保留了高增益的特點(diǎn)，又避免了系統(tǒng)出現(xiàn)臨界穩(wěn)定的情況。通過調(diào)節(jié)根軌跡增益，可得到合適的阻尼比，使系統(tǒng)在基頻下穩(wěn)定高增益運(yùn)行。

3．2 基于直流負(fù)載電流前饋的電壓外環(huán)設(shè)計(jì)
圖5為單相PWM整流器電壓外環(huán)控制框圖，其中虛線框部分為電壓外環(huán)中的物理模型。