三相PWM變換器矢量控制與直接功率控制研究

由圖可得：

由此可知，如果電網(wǎng)磁鏈?zhǔn)噶课恢么_定，通過(guò)選擇不同的電壓空間矢量，可控制磁鏈?zhǔn)噶糠至喀護(hù)d，ψo(hù)q的變化效果，繼而可決定每個(gè)電壓矢量對(duì)有功、無(wú)功功率的影響。

電壓矢量的標(biāo)識(shí)、扇區(qū)的劃分及三相PWM變換器磁鏈?zhǔn)噶咳鐖D5所示。

根據(jù)上述分析，可得三相PWM變換器DPC開(kāi)關(guān)表，如表1所示。

根據(jù)以上分析，得到如圖6所示的三相PWM變換器DPC框圖。

4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

搭建了基于XC2785單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)三相PWM變換器的矢量控制與DPC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較及分析。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：直流母線(xiàn)電壓200 V，網(wǎng)側(cè)進(jìn)線(xiàn)電感20 mH，三相PWM變換器開(kāi)關(guān)頻率為10 kHz，每相電阻負(fù)載Rf=77 Ω。實(shí)驗(yàn)對(duì)三相PWM的矢量控制與DPC進(jìn)行比較，波形如圖7所示。

圖7a，b示出兩種方案穩(wěn)態(tài)時(shí)功率因數(shù)為1的a相電壓、電流比較波形。由圖可見(jiàn)，矢量控制方案電流波形正弦度好，而DPC的電流波形發(fā)生畸變，但兩種控制方案均能保證系統(tǒng)單位功率因數(shù)運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)。

圖7c，d為兩種控制方案在母線(xiàn)電壓由200 V變化到280 V時(shí)的動(dòng)態(tài)比較波形。圖7e，f為兩種控制方案在無(wú)功分量動(dòng)態(tài)變化時(shí)的比較波形。分析可知，矢量控制達(dá)到穩(wěn)態(tài)后較為穩(wěn)定，控制性能良好，但動(dòng)態(tài)過(guò)程較長(zhǎng)。而DPC動(dòng)態(tài)性能良好，能迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，但穩(wěn)態(tài)后波形略有振動(dòng)

5 結(jié)論

對(duì)三相PWM變換器的矢量控制與基于滯環(huán)控制的直接功率控制進(jìn)行比較分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知：電網(wǎng)電壓定向的矢量控制有固定的開(kāi)關(guān)頻率，穩(wěn)態(tài)性能良好，但由于通過(guò)雙閉環(huán)進(jìn)行控制，算法較為復(fù)雜，因受PI參數(shù)的制約，動(dòng)態(tài)響應(yīng)稍慢。基于滯環(huán)控制的直接功率控制算法簡(jiǎn)單，具有良好的動(dòng)態(tài)性能，但其開(kāi)關(guān)頻率不固定，穩(wěn)態(tài)時(shí)電流紋波較大，穩(wěn)態(tài)性能不如矢量控制。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，但皆能達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)