【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 無(wú)功余弦、正弦項(xiàng)諧波峰值； 由前面的矢量關(guān)系式易推得： （34）顯然，由式（32）、（33）及（34）可以看出：由于電網(wǎng)電壓的不平衡，即電網(wǎng)負(fù)序電壓的存在，三相PWM整流器網(wǎng)側(cè)瞬時(shí)有功功率p(t)、無(wú)功功率q(t)均還有2次脈動(dòng)分量。忽略各種損耗，輸入輸出功率守恒，如果網(wǎng)側(cè)瞬時(shí)有功功率p(t)含有2次脈動(dòng)分量，則輸出直流電壓就含有2次脈動(dòng)分量。 因此，為了抑制直流電壓2次脈動(dòng)分量，必須控制網(wǎng)側(cè)瞬時(shí)有功功率的2次脈動(dòng)分量為零，即使；另外，為了使整流器平均單位功率因數(shù)運(yùn)行，必須控制瞬時(shí)無(wú)功功率的直流分量。設(shè)相關(guān)的有功、無(wú)功功率指令為并由式（34）可得功率指令的矩陣表達(dá)式，如下： (35)由前面的分析可知：為了抑制直流電壓2次諧波，得到平均單位功率因數(shù)，必須使。將上述控制要求代入式（35），并求逆變換，即可獲得抑制三相PWM整流器直流電壓波動(dòng)控制時(shí)的電流控制指令： = (36) 式中， 根據(jù)式（36）產(chǎn)生電流控制指令，就可以控制有功功率2次諧波分量的系數(shù)PcPs2等于零，平均無(wú)功功率Q0等于零， 抑制了直流電壓的2次諧波，實(shí)現(xiàn)了平均單位因數(shù)控制。但是瞬時(shí)無(wú)功功率仍存在2次諧波分量，這是由于四個(gè)控制變量，因而無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足的控制要求。換言之，無(wú)法在P0受控條件下，同時(shí)滿(mǎn)足的控制要求。 由式（36）我們還可以看出，當(dāng)電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)，為了抑制三相PWM整流器直流電壓的2次諧波，必須使三相PWM整流器交流電流存在一定量的負(fù)序分量。這樣，當(dāng)三相PWM整流器直流電壓2次諧波得以抑制時(shí)，不僅瞬時(shí)無(wú)功功率仍存在2次諧波分量，而且三相PWM整流器交流側(cè)還會(huì)有負(fù)序電流。也就是說(shuō)，通過(guò)增加交流電流的負(fù)序電流來(lái)達(dá)到抑制交流電壓2次諧波的目的。 基于正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙電流控制策略的工作原理 為了對(duì)三相電流進(jìn)行控制，這里采用結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)的正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（d,q）下的雙電流內(nèi)環(huán)控制，即正、負(fù)序雙電流調(diào)節(jié)器。它是對(duì)正序電流和負(fù)序電流獨(dú)立控制；在正序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，對(duì)正序電流進(jìn)行控制；在負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，對(duì)負(fù)序電流進(jìn)行控制。由于正、負(fù)序電流控制指令均只含直流分量而不含有2次分量，因此兩組調(diào)節(jié)器都是對(duì)直流量進(jìn)行控制，所以不用增加控制增益，進(jìn)而減小了系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，還可以實(shí)現(xiàn)正、負(fù)序電流的無(wú)靜差控制。從式（220）所示的正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下三相PWM整流器的模型方程可以看出，PWM整流器正、負(fù)序d、q軸分量相互耦合，因此對(duì)于電流控制指令、可分別采用正序、負(fù)序前饋解耦控制，以產(chǎn)生相應(yīng)的整流橋交流輸入電壓控制指令。當(dāng)電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，則可以得到正序電流內(nèi)環(huán)前饋解耦控制算法： (37)負(fù)序電流內(nèi)環(huán)前饋解耦控制算法： （38） 式中，PI表示PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，即；、分別為電流內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器的比例調(diào)節(jié)增益和積分調(diào)節(jié)增益。 顯然，由式（37）、（38）可以看出：采用正、負(fù)序雙電流調(diào)節(jié)器，在正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中分別對(duì)正、負(fù)序電流進(jìn)行獨(dú)立控制，使三相PWM整流器的正、負(fù)序電流內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)了解耦控制。由于表示三相PWM整流器平均有功功率指令，因而與直流電壓平均值相關(guān)，當(dāng)三相PWM整流器直流電壓調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，其調(diào)節(jié)器輸出與直流電流指令相對(duì)應(yīng)，因此三相PWM整流器直流電流指令為： （39）式中，、分別為電壓外環(huán)PI調(diào)節(jié)器的比例調(diào)節(jié)增益和積分調(diào)節(jié)增益。則三相PWM整流器平均有功功率指令為： （310）然后根據(jù)前面分析的抑制直流電壓2次諧波和平均單位功率因數(shù)控制的控制算法，由式（36）求出交流電流控制指令進(jìn)而友正、負(fù)序雙電流調(diào)節(jié)器，產(chǎn)生相應(yīng)的整流橋交流輸入側(cè)電壓控制指令將其轉(zhuǎn)換到三相靜止坐標(biāo)系下，可以得到整流橋交流側(cè)參考電壓空間矢量： （311）由整流橋交流側(cè)參考電壓空間矢量,就可以對(duì)整流器進(jìn)行空間矢量PWM（SVPWM）調(diào)制，產(chǎn)生控制要求的SVPWM開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制功率開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，使整流器平均單位功率因數(shù)運(yùn)行，且輸出穩(wěn)定的直流電壓。 三相PWM整流器正、負(fù)序雙電流內(nèi)環(huán)獨(dú)立控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖31所示。 圖31 三相PWM整流器正、負(fù)序雙電流內(nèi)環(huán)獨(dú)立控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖顯然，在正、負(fù)序雙電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)中，若電流調(diào)節(jié)器均設(shè)計(jì)為PI調(diào)節(jié)器，便可實(shí)現(xiàn)三相PWM整流器正、負(fù)序電流的無(wú)靜差控制，從而使。這樣，理論上即可抑制因電網(wǎng)電壓不平衡所導(dǎo)致的三相PWM整流器直流電壓2 次諧波。值得關(guān)注的是：這種不平衡控制策略實(shí)際上是在三相PWM整流器網(wǎng)側(cè)交流電流中加入適當(dāng)?shù)呢?fù)序電流，以滿(mǎn)足直流電壓的控制要求。但負(fù)序電流的加入，又使PWM整流器三相交流電流不對(duì)稱(chēng)。第四章 基于正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙電流控制策略的仿真研究MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。軟件簡(jiǎn)介：Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。功能：Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶(hù)可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 　　Simulinkamp。reg。是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。