有源電力濾波器控制策略綜述-wenkub
2023-07-10 03:14:55 本頁面
【正文】 波 調 制 ， 代 價 函 數(shù) 最 小 PWM法 和 空 間 矢 量 PWM法 、 單 周 控 制 、 無 差 拍 控 制 、 變 結 構 控 制 等 。 有 源 電 力 濾 波 器 （ APF） 的 關 鍵 技 術 之 一 就 是 逆 變 器 的 PWM技 術 ， 目 前 常 用 的 PWM技 術 有 ：1） 基 于 正 弦 波 對 三 角 波 調 制 的 SPWM技 術 ；2） 基 于 消 除 特 定 次 數(shù) 諧 波 的 HEPWM技 術 ；3） 基 于 電 流 滯 環(huán) 跟 蹤 控 制 的 PWM技 術 。 提 出 了 基 于 單 位 功 率 因 數(shù) (UPF)控 制 和 組 合 變 流 器 相 移 SPWM兩 種 控 制 策 略 ， 并 進 行 了 仿 真 驗 證 。關鍵詞： 單 周 控 制 ； 變 結 構 控 制 ； 單 位 功 率 因 數(shù) 控 制 ； 組 合 變 流 器 相 移 SPWM1 引 言近 年 來 ， 隨 著 電 力 電 子 技 術 的 發(fā) 展 ， 電 力 電 子 裝 置 的 應 用 越 來 越 廣 ， 它 所 產(chǎn) 生 的 諧 波 和 無 功 功 率 給 電 網(wǎng) 帶 來 的 各 種 危 害 也 越 來 越 大 。第 一 種 方 法 適 用 于 模 擬 系 統(tǒng) ， 在 微 機 控 制 系 統(tǒng) 中 很 少 采 用 ； 第 二 種 方 法 需 要 預 先 計 算 出 要 消 除 的 若 干 次 指 定 諧 波 ， 在 負 載 經(jīng) 常 變 化 的 情 況 下 ， 跟 隨 特 性 難 以 保 證 ； 第 三 種 方 法 比 較 適 合 微 機 控 制 ， 其 原 理 為 實 時 檢 測 逆 變 器 的 輸 出 、 并 與 跟 蹤 目 標 進 行 比 較 ， 當 偏 差 超 出 允 許 的 邊 帶 時 ， 控 制 器 動 作 ， 使 偏 差 減 小 。 這 里 簡 單 介 紹 幾 種 較 好 、 較 新 的 控 制 方 法 。 此 法 從 電 動 機 的 角 度 出 發(fā) ， 把 逆 變 器 和 電 機 看 作 一 個 整 體 ， 使 電 機 獲 得 幅 值 恒 定 的 圓 形 磁 場 。 此 法 輸 出 電 壓 正 弦 波 調 制 時 提 高 l5％ ， 諧 波 電 流 有 效 值 之 和 接 近 最 小 。 有 的 學 者 提 出 一 種 應 用 于 新 型 三 電 平 PWM高 頻 整 流 系 統(tǒng) 的 電 壓 空 間 矢 量 PWM調 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 ?；?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 用 最 優(yōu) 電 壓 矢 量 進 行 控 制 ， 使 得 SVPWM性 能 進 一 步 提 高 。 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 速 度 快 、 魯 棒 性 好 的 優(yōu) 點 ；2） 滯 環(huán) 電 流 控 制 本 質 是 一 種 隱 含 載 波 的 變 頻 SPWM調 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 。 后 來 ， 為 限 定 開 關 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 速 度 和 補 償 電 流 跟 蹤 精 度 。 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 。 在 達 到 較 高 的 控 制 精 度 、 保 證 較 高 的 輸 出 電 壓 的 同 時 ， 還 實 現(xiàn) 了 開 關 的 定 頻 化 ， 從 而 使 有 源 濾 波 器 的 綜 合 性 能 有 明 顯 提 高 。 圖 2中 ， K可 以 是 任 何 物 理 開 關 ， 也 可 是 其 它 可 轉 化 為 開 關 變 量 形 式 的 抽 象 信 號 。 在 DC/DC變 換 器 中 已 經(jīng) 得 到 充 分 的 研 究 。 其 中 ， 無 源 濾 波 器 對 負 載 的 諧 波 電 流 進 行 濾 波 ， 并 提 供 一 定 的 基 波 無 功 補 償 ； 而 有 源 濾 波 器 則 起 改 善 無 源 濾 波 器 特 性 的 作 用 。 通 過 對 電 力 系 統(tǒng) 中 無 功 和 諧 波 電 流 的 檢 測 計 算 來 實 現(xiàn) 無 功 功 率 和 諧 波 電 流 的 補 償 。 根 據(jù) 電 路 在 每 一 取 樣 周 期 的 起 始 值 ， 預 測 在 關 于 取 樣 周 期 中 心 對 稱 的 方 波 脈 沖 作 用 下 某 電 路 變 量 在 取 樣 周 期 末 尾 時 的 值 。 無 差 拍 控 制 逆 變 器 也 存 在 如 下 諸 多 缺 點 ：1） 對 系 統(tǒng) 參 數(shù) 依 賴 性 較 大 ；2） 魯 俸 性 較 差 ；3） 瞬 態(tài) 響 應 的 超 調 量 大 ；4） 計 算 的 實 時 性 強 ， 對 硬 件 要 求 高 。 在 APF中 ， 跟 蹤 參 考 信 號 的 控 制 方 法 是 決 定 有 源 濾 波 器 補 償 質 量 的 關 鍵
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