三相电压型PWM整流器双闭环系统设计与仿真.pdf

燃怠 博士·专家论坛 三相电压型PWM整流器双闭环系统设计与仿真 河：I匕省保定热电厂 支宝威 华北电力大学控制科学与工程学院 张晓东 [摘要】文中分析了三相电压型PWM整流器在旋转dq坐标系中的简化数学模型，运用前馈解耦控制策略得到三 相电压型PWM整流器的电流解耦模型，根据该模型，提出了三相PIVM整流系统双闭环系统调节器的整定方法， 并通过仿真验证了该整定法的可行性。 [关键词]FWM整流器PI调节器 解耦 闭环控制 1引言 从三相VSRdq模型方程式(2)可看出，由于VSRd、q轴 由于全控器件的不连续性以及系统模型的电流耦合性， 变量相互耦合，因而设计造成一定困难。为此。可采用前馈解 给系统设计带来了困难。因此，本文根据文献【1】中所提到的前 耦控制策略，当电流调节器采用PI调节器时，则”小∥。的控制 馈解耦控制策略，首先对三相电压型PWM整流器(VSR)进行 方程式如下： 解耦，得到dq旋转坐标系中的电流解耦摸型。 (3) 其次，三相VSR系统的控制有多种方式。其中双闭环控锚 ，广(＆+争)(f：‘)一越pe。 系统由于控制结构简单、控制性能优良等优点被广泛采用。因 (4) 此。本文根据三相VSR系统设计要求，提出了较为可行的双闭 。，=邓。+争m^)一越一。 环系统设计方案并进行仿真验证。 式中，也、Ku——电流内环比例调节增益和积分调节增益 2三相P＼『＼『M整流器数学模型 三相电压型PWM整流器电路拓扑结构如图l所示。 i：、i：——i，、id电流指令值。 将式(3)、式(4)带入式(2)，并化简得 P[：：】卅蝴 ㈥ 式中， O A=【一【R一(K：+争)】／z 譬)MI -[R-(g。,f,-枷】 拈一}(阱血) L 5 式(5)表明：基于前馈的控制算法式(3)、式(4)使三相 VSR电流内环(i。，i。)实现了解耦控制，如图2所示。 图l三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构 三相VSR拓扑结构主要包括交流侧电压源、交流侧的电 感、电阻、直流电容以及由全控开关器件和续流二极管组成的 三相全桥电路。假设电网电压三相对称稳定，根据基尔霍夫定 定律，由图1可列出系统微分方程如下： “L jdir。+Ri．=口．一分由 L警删一一柚 ㈩ L警+Ri，=e，‰ Ii玉=j。i．+s‘吒+s。i。 式中，e．、e。、e，——交流侧电压源； R、工——交流侧等效电阻、等效电感； 口∞、口∞、口∞——整流器输出电压； 0。、5。、l。——桥路开关函数。 图2三相VSR电流内环解耦控制结构 3双闭环控制系统调节器的设计 通过坐标变换，三相电压型PWM整流器在dq旋转坐标 系中的模型可描述为：