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        單周期控制三相PWM整流器在不對稱電網下的研究

        作者: 時間:2009-04-29 來源:網絡 收藏

        摘要:傳統的矢量模式單是基于對稱電網系統下的,功率因數約為1,輸入諧波低,且與雙極型單相比,具有更低的開關損耗。當電網稱時,輸入電流跟蹤電網電壓的非零序分量,采用傳統電網電壓選擇矢量區間不能保證三相具有較低的開關損耗,且在電網極端缺相故障時,系統不能正常工作。本文采用電網電壓非零序分量選擇矢量區間,并對矢量區間狀態進行分析比較,結果證明所采取的方法能保證系統在任何情況下開關損耗最低。最后對三相工作于稱電網情況下進行了仿真,仿真結果表明采用電網電壓非零序分量選擇矢量區間能保證電網電壓在缺相故障時系統仍能正常工作,并且所采用的單同時滿足對稱電網系統。 敘詞:單周期控制,稱電網,三相PWM整流器,非零序分量
        1 引言

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/181420.htm

        近十幾年來,隨著對用電設備諧波污染的日益重視,三相高頻PWM整流器技術已經成為電力電子領域的熱點之一。由于三相電力電子裝置在電網中占有很大比重,三相中大功率PFC成為近年研究的重點,而其中以三相六開關雙向PWM整流器應用最廣[1-2]。

        在三相PWM整流器的各種控制方法中,單周期控制展現了其突出的優點:不需進行d-q坐標變換、無需乘法器、具有調制和控制的雙重功能[2][4],無論在穩態或暫態情況下,在控制周期內受控的輸入電流平均值均能恰好正比于控制參考信號,具有動態響應快、開關頻率穩定、魯棒性強、易于實現等特點[4]。在實際電網中,由于電網故障、大容量不對稱負載的使用等,都可造成電網的不對稱,而一般都在電網對稱情況下研究單周期控制的PWM整流器[1][2][4][7][8][9]。雖然單周期控制具有一定的抗擾動性能,但在不對稱電網情況下,尤其是電網缺相故障時,基于電網電壓選擇矢量區間的單周控制存在著兩個固有的缺點:(1)不能保證矢量模式的單周期控制具有最低的開關損耗;(2)不能保證在電網極端缺相故障時系統的正常運行。本文針對以上兩個缺點,分析不對稱電網的特點,采用非零序分量進行區間選擇以改進傳統的區間選擇法,消除了以上兩個固有的缺點,提高了矢量模式單周期控制三相PWM整流器的可靠性能。最后通過仿真實驗,證實了該方法是實際可行的。

        2 單周期控制三相PWM整流器的狀態方程

        圖1是三相六開關PWM整流器主電路拓撲圖。為了便于原理分析,假設:(1)三相輸入是對稱的,內阻為零,如圖2所示,三相電壓根據過零點被劃分為6個區間;(2)各相電感相等,即La=Lb=Lc=L;(3)每個橋臂上、下兩個開關互補運行;(4)開關頻率遠大于電網頻率。節點a、b、c相對節點n的電壓為:

        (1)

        三相六開關PWM整流器的平均數學模型[2]為:

        (2)

        由文獻[3]可進一步推出輸入電壓與輸出電壓的關系:

        (3)



        圖1三相六開關PWM整流器拓撲圖



        圖2三相對稱電網及矢量區間

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