有源電力濾波器控制策略綜述-文庫吧
2025-06-10 03:14 本頁面
【正文】 型 三 電 平 PWM高 頻 整 流 系 統(tǒng) 的 電 壓 空 間 矢 量 PWM調(diào) 制 控 制 方 式 [1]， 使 得 系 統(tǒng) 不 僅 能 控 制 有 功 功 率 的 傳 輸 ， 而 且 能 提 供 無 功 功 率 的 吞 吐 。 它 不 僅 優(yōu) 化 開 關(guān) 矢 量 ， 降 低 開 關(guān) 頻 率 ， 提 高 直 流 側(cè) 電 壓 利 用 率 ， 減 小 AC側(cè) 輸 入 電 流 的 總 諧 波 畸 變 率 ， 而 且 在 中 點 電 位 控 制 方 面 也 易 于 實 現(xiàn) 。 將 開 關(guān) 矢 量 劃 分 為 4類 ： 小 開 關(guān) 矢 量 ， 零 開 關(guān) 矢 量 ， 中 開 關(guān) 矢 量 ， 大 開 關(guān) 矢 量 （ 見 圖 1） 。 開 關(guān) 矢 量 選 擇 及 優(yōu) 化 的 原 則 如 下 ： 1) 為 了 優(yōu) 化 開 關(guān) 頻 率 ， 開 關(guān) 矢 量 選 擇 應(yīng) 該 是 每 次 開 關(guān) 矢 量 變 化 時 ， 只 有 一 個 開 關(guān) 函 數(shù) 變 動 ， 而 且 變 動 值 循 環(huán) ；2) 在 一 個 開 關(guān) 周 期 中 ， 開 關(guān) 矢 量 的 選 擇 是 對 稱 的 ；3) 零 矢 量 或 等 效 零 矢 量 的 作 用 時 間 是 等 分 分 配 的 ；4) 考 慮 正 開 關(guān) 矢 量 和 負 開 關(guān) 矢 量 的 協(xié) 調(diào) 作 用 來 平 衡 中 點 電 位 的 浮 動 。基 于 電 壓 矢 量 的 控 制 方 法 本 身 就 有 較 高 的 直 流 電 壓 利 用 率 和 控 制 精 度 ， 利 用 該 方 法 能 方 便 地 判 定 參 考 電 壓 矢 量 所 在 區(qū) 域 ， 從 而 應(yīng) 用 最 優(yōu) 電 壓 矢 量 進 行 控 制 ， 使 得 SVPWM性 能 進 一 步 提 高 。2． 2 滯 環(huán) 電 流 控 制滯 環(huán) 電 流 控 制 是 一 種 簡 單 的 Bang bang控 制 ， 它 集 電 流 控 制 與 PWM于 一 體 。 實 際 電 流 與 指 令 電 流 的 上 、 下 限 相 比 較 ， 交 點 作 為 開 關(guān) 點 。 指 令 電 流 的 上 、 下 限 形 成 一 個 滯 環(huán) 。 滯 環(huán) 電 流 控 制 具 有 以 下 特 點 ：1） 滯 環(huán) 電 流 控 制 是 基 于 電 流 暫 態(tài) 的 控 制 ， 具 有 動 態(tài) 響 應(yīng) 速 度 快 、 魯 棒 性 好 的 優(yōu) 點 ；2） 滯 環(huán) 電 流 控 制 本 質(zhì) 是 一 種 隱 含 載 波 的 變 頻 SPWM調(diào) 制 方 式 ， 在 三 相 高 功 率 因 數(shù) 整 流 器 中 ， 滯 環(huán) 控 制 的 隱 含 載 波 頻 率 隨 電 網(wǎng) 電 壓 做 周 期 性 變 化 ， 變 化 頻 率 為 工 頻 的 2倍 ；3） 滯 環(huán) 電 流 控 制 輸 出 頻 譜 范 圍 寬 ， 濾 波 較 困 難 ， 諧 波 能 量 均 勻 分 布 在 較 寬 的 頻 帶 范 圍 內(nèi) 。該 方 法 將 指 令 電 流 值 與 實 際 補 償 電 流 的 差 值 輸 入 到 具 有 滯 環(huán) 特 性 的 比 較 器 中 ， 然 后 用 比 較 器 的 輸 出 來 控 制 逆 變 器 的 開 關(guān) 器 件 。 與 三 角 載 波 控 制 方 式 相 比 ， 該 方 法 開 關(guān) 損 耗 小 ， 動 態(tài) 響 應(yīng) 快 。 但 是 ， 該 方 法 使 開 關(guān) 頻 率 變 化 較 大 ， 容 易 引 起 脈 沖 電 流 和 開 關(guān) 噪 聲 。 后 來 ， 為 限 定 開 關(guān) 頻 率 的 最 大 值 而 提 出 了 變 滯 環(huán) 帶 寬 的 改 進 算 法 ， 這 必 將 影 響 響 應(yīng) 速 度 和 補 償 電 流 跟 蹤 精 度 。 為 了 解 決 滯 環(huán) 電 流 控 制 變 頻 的 缺 點 ， 仍 有 不 少 學 者 在 探 索 改 進 的 方 案 ， 比 如 ： 限 制 最 高 開 關(guān) 頻 率 ， 通 過 改 變 滯 環(huán) 寬 度 實 現(xiàn) 恒 頻 控 制 等 。目 前 應(yīng) 用 于 有 源 濾 波 器 的 電 流 控 制 方 法 一 般 有 兩 類 ， 即 滯 環(huán) 電 流 控 制 方 法 和 三 角 波 電 流 控 制 方 法 。 前 者 精 度 較 高 且 響 應(yīng) 快 ， 但 開 關(guān) 頻 率 可 能 波 動 很 大 ， 后 者 開 關(guān) 頻 率 恒 定 ， 裝 置 安 全 性 較 高 ， 但 響 應(yīng) 較 慢 ， 精 度 較 低 。 而 基 于 電 壓 矢 量 的 控 制 方 法 有 較 高 的 直 流 電 壓 利 用 率 和 控 制 精 度 。 為 解 決 既 能 保 持 恒 定 的 開 關(guān) 頻 率 ， 有 較 高 的 直 流 電 壓 利 用 率 ， 又 能 同 時 提 高 有 源 濾 波 器 性 能 和 效 率 的 難 題 ，有 人 提 出 一 種 新 的 基 于 優(yōu) 化 電 壓 矢 量 的 有 源 濾 波 器 定 頻 滯 環(huán) 電 流 控 制 方 法 [2]。 它 的 主 要 原 理 是 保 持 一 相 開 關(guān) 合 于 下 臂 不 動 ， 用 其 余 兩 相 開 關(guān) 去 獨 立 控 制 相 應(yīng) 的 相 間 電 流 ， 并 不 需 要 估 計 阻 抗 參 數(shù) ， 便 能 實 現(xiàn) 兩 相 解 耦 ， 進 而 在 傳 統(tǒng) 的 滯 環(huán) 控 制 中 實 現(xiàn) 了 開 關(guān) 定 頻 。 該 方 法 的 特 點 ， 一 是 能 快 速 正 確 判 定 參 考 電 壓 矢 量 的 區(qū) 域 ， 從 而 選 擇 優(yōu) 化 電 壓 矢 量 去 控 制 電 流 ， 二 是 可 選 擇 逆 變 器 中 的 兩 個 適 當 的 開 關(guān) 去 獨 立 控 制 相 應(yīng) 的 兩 個 相 間 電 流 ， 不 需 估 計 阻 抗 值 即 可 實 現(xiàn) 開 關(guān) 定 頻 化 。 在 達 到 較 高 的 控 制 精 度 、 保 證
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