有源電力濾波器控制策略綜述(存儲(chǔ)版)
【正文】 波 器 形 成 諧 波 短 路 的 現(xiàn) 象 ， 提 高 了 有 源 濾 波 器 的 有 限 容 量 的 利 用 率 。 不 斷 調(diào) 整 每 一 取 樣 周 期 內(nèi) 方 波 脈 沖 的 極 性 與 寬 度 ， 就 能 獲 得 諧 波 失 真 小 的 輸 出 。 文 獻(xiàn) [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(hào) ， 使 負(fù) 載 端 的 電 壓 波 形 接 近 于 正 弦 波 ， 這 種 APF即 使 在 開 關(guān) 頻 率 比 較 低 的 情 況 下 也 有 著 良 好 的 動(dòng) 靜 態(tài) 響 應(yīng) 。而 多 重 化 的 功 率 變 換 器 調(diào) 節(jié) 性 能 較 差 ， 不 能 完 全 滿 足 現(xiàn) 代 電 網(wǎng) 的 要 求 。 同 時(shí) ， 相 移 SPWM變 流 器 具 有 良 好 的 動(dòng) 態(tài) 響 應(yīng) 和 較 高 的 傳 輸 頻 帶 ， 使 得 許 多 先 進(jìn) 的 控 制 手 段 得 以 應(yīng) 用 ， 控 制 性 能 得 以 提 高 。 有 關(guān) APF的 控 制 策 略 正 隨 著 DSP技 術(shù) 和 智 能 控 制 理 論 的 發(fā) 展 而 不 斷 涌 現(xiàn) 。3 結(jié) 語(yǔ)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(shí) 現(xiàn) 對(duì) 無 功 電 流 和 高 次 諧 波 電 流 的 有 效 補(bǔ) 償 ， 需 要 開 關(guān) 器 件 工 作 在 較 高 的 頻 率 下 。 在 APF中 ， 跟 蹤 參 考 信 號(hào) 的 控 制 方 法 是 決 定 有 源 濾 波 器 補(bǔ) 償 質(zhì) 量 的 關(guān) 鍵 。 根 據(jù) 電 路 在 每 一 取 樣 周 期 的 起 始 值 ， 預(yù) 測(cè) 在 關(guān) 于 取 樣 周 期 中 心 對(duì) 稱 的 方 波 脈 沖 作 用 下 某 電 路 變 量 在 取 樣 周 期 末 尾 時(shí) 的 值 。 其 中 ， 無 源 濾 波 器 對(duì) 負(fù) 載 的 諧 波 電 流 進(jìn) 行 濾 波 ， 并 提 供 一 定 的 基 波 無 功 補(bǔ) 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(guān) ， 也 可 是 其 它 可 轉(zhuǎn) 化 為 開 關(guān) 變 量 形 式 的 抽 象 信 號(hào) 。 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(diǎn) ：1） 滯 環(huán) 電 流 控 制 是 基 于 電 流 暫 態(tài) 的 控 制 ， 具 有 動(dòng) 態(tài) 響 應(yīng) 速 度 快 、 魯 棒 性 好 的 優(yōu) 點(diǎn) ；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) 。 有 的 學(xué) 者 提 出 一 種 應(yīng) 用 于 新 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 。 此 法 從 電 動(dòng) 機(jī) 的 角 度 出 發(fā) ， 把 逆 變 器 和 電 機(jī) 看 作 一 個(gè) 整 體 ， 使 電 機(jī) 獲 得 幅 值 恒 定 的 圓 形 磁 場(chǎng) 。第 一 種 方 法 適 用 于 模 擬 系 統(tǒng) ， 在 微 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 中 很 少 采 用 ； 第 二 種 方 法 需 要 預(yù) 先 計(jì) 算 出 要 消 除 的 若 干 次 指 定 諧 波 ， 在 負(fù) 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(jī) 控 制 ， 其 原 理 為 實(shí) 時(shí) 檢 測(cè) 逆 變 器 的 輸 出 、 并 與 跟 蹤 目 標(biāo) 進(jìn) 行 比 較 ， 當(dāng) 偏 差 超 出 允 許 的 邊 帶 時(shí) ， 控 制 器 動(dòng) 作 ， 使 偏 差 減 小 。 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(jìn) 行 了 仿 真 驗(yàn) 證 。針 對(duì) APF的 控 制 ， 相 關(guān) 文 獻(xiàn) 提 出 了 各 種 控 制 方 法 ， 如 正 弦 三 角 波 調(diào) 制 ， 代 價(jià) 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(jié) 構(gòu) 控 制 等 。 磁 通 開 環(huán) 法 用 兩 個(gè) 非 零 矢 量 和 一 個(gè) 零 矢 量 合 成 一 個(gè) 等 效 的 電 壓 矢 量 ， 若 采 樣 時(shí) 間 足 夠 小 ， 可 合 成 任 意 電 壓 矢 量 。 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(shí) ， 只 有 一 個(gè) 開 關(guān) 函 數(shù) 變 動(dòng) ， 而 且 變 動(dòng) 值 循 環(huán) ；2) 在 一 個(gè) 開 關(guān) 周 期 中 ， 開 關(guān) 矢 量 的 選 擇 是 對(duì) 稱 的 ；3) 零 矢 量 或 等 效
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