基于虛擬磁鏈定向矢量控制的三電平PWM整流器仿真研究
1引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/230886.htm隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用,大量低功率因數(shù)的二極管不控整流和晶閘管相控整流設(shè)備僅能實(shí)現(xiàn)能量的單向輸送,對(duì)電網(wǎng)的諧波污染嚴(yán)重。可逆PWM整流器不僅具有能量可雙向傳輸、網(wǎng)側(cè)電流正弦及達(dá)到單位功率因數(shù)等特點(diǎn),還解決了傳統(tǒng)整流裝置中存在的諸多問(wèn)題,近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注,具有廣闊的應(yīng)用前景。在中高壓大功率的應(yīng)用場(chǎng)合,三電平PWM整流器應(yīng)用較為廣泛,它的功率因數(shù)達(dá)到1,具有兩電平所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前三電平PWM整流器,主要采用電壓定向矢量控制方式,此時(shí)需要檢測(cè)電網(wǎng)電壓、輸入電流和直流母線電壓,眾多傳感器及其信號(hào)處理電路帶來(lái)高成本及復(fù)雜性問(wèn)題。因此,與電機(jī)高性能控制相類(lèi)似,以去掉傳感器為目的,降低系統(tǒng)成本和提高可靠性的“無(wú)傳感器”控制逐漸成為當(dāng)前PWM整流器的研究熱點(diǎn)。在三類(lèi)控制參數(shù)的采集當(dāng)中,網(wǎng)側(cè)電流和直流母線電壓傳感器除了用于系統(tǒng)控制外,還要用于電壓、電流的保護(hù),這兩類(lèi)傳感器不宜去掉。因此,無(wú)網(wǎng)側(cè)電壓傳感器是PWM整流器實(shí)現(xiàn)的主流。在這其中,虛擬磁鏈技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),成為研究重點(diǎn)。
然而,目前此類(lèi)研究均著眼于兩電平拓?fù)?。此外,由于無(wú)網(wǎng)側(cè)電壓傳感器,整流器啟動(dòng)過(guò)程中存在過(guò)大的電流沖擊。為解決這一問(wèn)題,文獻(xiàn)[1]提出在初始時(shí)刻用零矢量來(lái)計(jì)算網(wǎng)側(cè)電壓的方法;文獻(xiàn)[2]將相同思想應(yīng)用到虛擬磁鏈的觀測(cè)中,但試驗(yàn)結(jié)果不甚理想,大電流仍無(wú)法避免。基于該背景,為將虛擬磁鏈技術(shù)應(yīng)用于三電平拓?fù)鋱?chǎng)合,并抑制系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的浪涌電流沖擊,本文從三電平PWM整流器數(shù)學(xué)模型出發(fā),推導(dǎo)出了虛擬磁鏈在三電平PWM整流器控制中的應(yīng)用方法,并進(jìn)行了仿真分析。
2虛擬電網(wǎng)磁鏈的引入
二極管箝位三電平PWM整流器拓?fù)淙鐖D1所示。
圖1三電平PWM整流器主電路拓?fù)?/p>
按照可能的開(kāi)關(guān)狀態(tài),引入三電平整流橋三相橋臂的開(kāi)關(guān)函數(shù)sip、sin(i=a,b,c)為:
若S1i,S2i開(kāi)通,S3i,S4i關(guān)斷,則sip=1,sio=0,sin=0;
若S2i,S3i開(kāi)通,S1i,,S4i關(guān)斷,則sip=0,sio=1,sin=0;
若S3i,S4i開(kāi)通,S1i,S2i關(guān)斷,則sip=0,sio=0,sin=1。
對(duì)于圖1所示的三電平PWM整流器來(lái)講,在兩相靜止坐標(biāo)系αβ下,由其數(shù)學(xué)模型容易得到:
(1)
式中各向量e、v和i的表達(dá)式為:
(2)
顯然,最直接實(shí)現(xiàn)無(wú)網(wǎng)側(cè)電壓傳感器的方法,就是通過(guò)式(1)計(jì)算得到網(wǎng)側(cè)電壓e。然而,由于計(jì)算式中包含電流的微分項(xiàng),在實(shí)現(xiàn)時(shí)極易引入噪聲。要得到較為穩(wěn)定的控制性能,需要相對(duì)較大的電抗器抑制電流的快速變化和高速的A/D和MCU,以盡可能提高采樣頻率,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難,特別是在大容量系統(tǒng)中。為解決這一問(wèn)題,文獻(xiàn)[4]提出了虛擬磁鏈(virtualflux)的概念,并將其成功運(yùn)用于兩電平PWM整流器的直接功率控制中,本文將其拓展到三電平拓?fù)渲小?/p>
dc相關(guān)文章:dc是什么
pwm相關(guān)文章:pwm是什么
pwm相關(guān)文章:pwm原理
電流變送器相關(guān)文章:電流變送器原理相關(guān)推薦
-
-
ciyer | 2013-06-23
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
技術(shù)專區(qū)
- FPGA
- DSP
- MCU
- 示波器
- 步進(jìn)電機(jī)
- Zigbee
- LabVIEW
- Arduino
- RFID
- NFC
- STM32
- Protel
- GPS
- MSP430
- Multisim
- 濾波器
- CAN總線
- 開(kāi)關(guān)電源
- 單片機(jī)
- PCB
- USB
- ARM
- CPLD
- 連接器
- MEMS
- CMOS
- MIPS
- EMC
- EDA
- ROM
- 陀螺儀
- VHDL
- 比較器
- Verilog
- 穩(wěn)壓電源
- RAM
- AVR
- 傳感器
- 可控硅
- IGBT
- 嵌入式開(kāi)發(fā)
- 逆變器
- Quartus
- RS-232
- Cyclone
- 電位器
- 電機(jī)控制
- 藍(lán)牙
- PLC
- PWM
- 汽車(chē)電子
- 轉(zhuǎn)換器
- 電源管理
- 信號(hào)放大器
評(píng)論