三相PWM整流器啟動沖擊的抑制
加入技術交流群
三相PWM整流器具有直流電壓可控、功率因數高、網側電流畸變小等優點，廣泛應用于新能源發電、電動汽車充放電站等領域。目前常用的三相整流器控制策略有基于d，q旋轉坐標系的直(間)接電流PI控制，基于反饋線性化的三相PWM控制法，三相PWM整流器的H∞魯棒控制等。其中，基于d，q旋轉坐標系的直接電流PI控制結構清晰、實現簡單，響應速度快，且設計步驟可參考傳統的PI設計經驗，得到了廣泛應用。直接電流PI控制應用于三相整流器時，會在啟動時導致較大的沖擊電流，增加了功率器件的電流應力，對器件選型及工作可靠性產生了很大影響。
針對三相PWM整流器的啟動沖擊問題，這里介紹了啟動瞬間PI控制器的調節過程，建立了系統的動態模型，在此基礎上給出了沖擊電流峰值的計算公式，指出了產生啟動沖擊的原因和影響因素，分析了PI參數對沖擊電流大小的影響，并提出了一種新型軟啟動算法，通過仿真和實驗驗證了理論分析的可行性。
2 三相PWM整流器控制與建模
三相PWM整流器的主電路拓撲為三相半橋電壓源型變換器(VSC)，如圖1所示，主要由LCL濾波器、三相橋臂及直流側電容組成。
忽略R，經d，q坐標變換，系統狀態方程為：
Ldid／dt=ud-ed， Ldiq／dt=uq-eq (1)
式中：ud，uq分別為橋臂電壓d，q軸分量；L為Lg和Lt之和；id，iq分別為有功、無功電流分量；ed，eq分別為電網電壓d，q軸分量。
圖2示出系統的控制框圖。當整流器正常工作時，將旋轉坐標系的d軸與電網電壓矢量進行同步。此時eq=0，初始條件下uq=0。假定誤差及擾動均較小，則根據式(1)可知在啟動過程中iq不會產生沖擊。因此，在單位功率因數狀態下，ed和ud是影響系統啟動沖擊的關鍵因素。
pwm相關文章:pwm原理
評論