有源電力濾波器控制策略綜述(存儲版)
【正文】 波 器 形 成 諧 波 短 路 的 現 象 ， 提 高 了 有 源 濾 波 器 的 有 限 容 量 的 利 用 率 。 不 斷 調 整 每 一 取 樣 周 期 內 方 波 脈 沖 的 極 性 與 寬 度 ， 就 能 獲 得 諧 波 失 真 小 的 輸 出 。 文 獻 [8]表 明 ： 用 基 于 DBC的 APF變 流 器 的 輸 出 可 以 很 好 地 跟 蹤 參 考 諧 波 電 壓 信 號 ， 使 負 載 端 的 電 壓 波 形 接 近 于 正 弦 波 ， 這 種 APF即 使 在 開 關 頻 率 比 較 低 的 情 況 下 也 有 著 良 好 的 動 靜 態(tài) 響 應 。而 多 重 化 的 功 率 變 換 器 調 節(jié) 性 能 較 差 ， 不 能 完 全 滿 足 現 代 電 網 的 要 求 。 同 時 ， 相 移 SPWM變 流 器 具 有 良 好 的 動 態(tài) 響 應 和 較 高 的 傳 輸 頻 帶 ， 使 得 許 多 先 進 的 控 制 手 段 得 以 應 用 ， 控 制 性 能 得 以 提 高 。 有 關 APF的 控 制 策 略 正 隨 著 DSP技 術 和 智 能 控 制 理 論 的 發(fā) 展 而 不 斷 涌 現 。3 結 語本 文 提 及 的 幾 種 比 較 新 穎 的 APF控 制 策 略 。 比 較 圖 7(d)和 圖 7(e)可 見 各 變 流 器 單 元 輸 出 疊 加 后 形 成 的 組 合 變 流 器 總 輸 出 波 形 中 諧 波 得 到 了 有 效 的 抑 制 。 為 了 實 現 對 無 功 電 流 和 高 次 諧 波 電 流 的 有 效 補 償 ， 需 要 開 關 器 件 工 作 在 較 高 的 頻 率 下 。 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 。 根 據 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 。 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 。 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 。 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 。 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 整 流 器 中 ， 滯 環(huán) 控 制 的 隱 含 載 波 頻 率 隨 電 網 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 。 有 的 學 者 提 出 一 種 應 用 于 新 型 三 電 平 PWM高 頻 整 流 系 統 的 電 壓 空 間 矢 量 PWM調 制 控 制 方 式 [1]， 使 得 系 統 不 僅 能 控 制 有 功 功 率 的 傳 輸 ， 而 且 能 提 供 無 功 功 率 的 吞 吐 。 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 。第 一 種 方 法 適 用 于 模 擬 系 統 ， 在 微 機 控 制 系 統 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 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 。 提 出 了 基 于 單 位 功 率 因 數 (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 。針 對 APF的 控 制 ， 相 關 文 獻 提 出 了 各 種 控 制 方 法 ， 如 正 弦 三 角 波 調 制 ， 代 價 函 數 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 。 磁 通 開 環(huán) 法 用 兩 個 非 零 矢 量 和 一 個 零 矢 量 合 成 一 個 等 效 的 電 壓 矢 量 ， 若 采 樣 時 間 足 夠 小 ， 可 合 成 任 意 電 壓 矢 量 。 開 關 矢 量 選 擇 及 優(yōu) 化 的 原 則 如 下 ： 1) 為 了 優(yōu) 化 開 關 頻 率 ， 開 關 矢 量 選 擇 應 該 是 每 次 開 關 矢 量 變 化 時 ， 只 有 一 個 開 關 函 數 變 動 ， 而 且 變 動 值 循 環(huán) ；2) 在 一 個 開 關 周 期 中 ， 開 關 矢 量 的 選 擇 是 對 稱 的 ；3) 零 矢 量 或 等 效
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