【正文】 中，由于dq坐標(biāo)控制策略是對直流量的控制，其控制精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，因此擁有一定的優(yōu)勢。對于三相電壓型PWM整流器在dq坐標(biāo)下的交流側(cè)的狀態(tài)方程，重寫如下： ()上式表明dq軸電流受到的擾動有：交叉耦合電壓Lsiq和Lsid的擾動、電網(wǎng)電動勢usd、usq的擾動，故需要尋找一種控制策略對系統(tǒng)進(jìn)行解耦以滿足分析設(shè)計的要求。假設(shè)三相電壓型PWM整流器交流側(cè)電壓矢量urd、urq包含3分量，如下式所示： ()把()代入式()得： ()由式()可知，只要設(shè)法使該式成立，即可實現(xiàn)d、q的完全解耦，達(dá)到獨立控制的目的。由于引入了電流狀態(tài)反饋，電流內(nèi)環(huán)解耦過程的實質(zhì)是：在各軸的電流PI調(diào)節(jié)結(jié)果中注入含有其它軸電流信息的分量，注入的分量與控制對象產(chǎn)生的耦合量大小相等、方向相反。同時引入電網(wǎng)電壓usd、usq作為前饋補(bǔ)償，使得系統(tǒng)的動態(tài)性能得到進(jìn)一步提高。 三相PWM整流器電流內(nèi)環(huán)解耦控制原理圖根據(jù)式()、urq控制方程如下： ()式中 Kip、Kil—電流環(huán)比例調(diào)節(jié)增益和積分調(diào)節(jié)增益； i、i—id、iq電流的給定值。將式()代入式()，整理成矩陣形式，得： =(K+) ()使用該式要求精確地知道三相電壓型PWM整流器交流側(cè)電感的值，以達(dá)到較好的控制效果。 (1) 電流內(nèi)環(huán)PI參數(shù)理論整定由于兩電流內(nèi)環(huán)的對稱性，因而下面以控制為例討論電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計?？紤]電流內(nèi)環(huán)信號采樣的延遲和PWM的小慣性特性，取為電流內(nèi)環(huán)電流采樣周期（即為PWM開關(guān)周期），為橋路PWM等效增益。 電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)將PI調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)改寫成零極點形式，即: ()并將小時間常數(shù)、合并。 電流內(nèi)環(huán)簡化結(jié)構(gòu)當(dāng)阻尼比取時，可得： ()(2) 電壓外環(huán)PI參數(shù)理論整定當(dāng)按典型I型系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)環(huán)時，電流環(huán)等效為，將電壓采樣小慣性時間常數(shù) 與電流內(nèi)環(huán)等效小時間常數(shù)合并，即，且不考慮負(fù)載電流擾動，[15]： 簡化后的電壓外環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖中：，—電壓外環(huán)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)；由于電壓外環(huán)的主要作用是穩(wěn)定直流電壓，故其控制系統(tǒng)整定時，應(yīng)著重考慮電壓環(huán)的抗擾性能。因此，可按典型II型系統(tǒng)設(shè)計電壓調(diào)節(jié)器， ()由典型II型系統(tǒng)參數(shù)整定關(guān)系得： ()其中，表示中頻寬，工程上一般取5。將代入式()，可算得： ()如圖3—15所示。仿真參數(shù)：電網(wǎng)線電壓有效值為380V，頻率為50Hz，交流側(cè)電感為2mH，直流側(cè)電容為2000uF，負(fù)載電阻為107，而要求直流側(cè)電壓為800V，輸出功率6kW，假定開關(guān)頻率為5kHz，經(jīng)過理論計算與多次仿真調(diào)整，可得：=20，=500，=3，=。可得如下總體Simulink模型圖： 簡化后的電壓外環(huán)控制結(jié)構(gòu)可得系統(tǒng)的各仿真圖形為： 相電網(wǎng)電壓和電流波形輸出相位波形 常規(guī)PI控制時的輸出直流電壓波形 SVPWM與SPWM效果對比 SPWM調(diào)制方式Simulink仿真模型與SVPWM調(diào)制方式就只有控制模塊不相同，： SPWM仿真圖 仿真結(jié)果如下： SPWM直流側(cè)電壓波形綜合分析可知：兩種PWM方式的諧波主要出現(xiàn)在采樣頻率及其整數(shù)倍處。SVPWM對直流側(cè)電壓的利用率高于SPWM，總諧波畸變率較小。故在條件允許的情況下應(yīng)盡量選擇SVPWM調(diào)制方式。 本章小結(jié)(1) 根據(jù)參考文獻(xiàn)，在滿足系統(tǒng)跟隨性和穩(wěn)定性的條件下對交流側(cè)電感L和直流電容C進(jìn)行設(shè)計理論，給系統(tǒng)的建模和仿真提供了重要的理論依據(jù)。(2) 研究并建立了dq直接電流控制下的一種電流解藕方程，為了驗證方法的正確性，利用Matlab/Simulink構(gòu)建了三相VSR的仿真模型。仿真結(jié)果表明該控制策略的三相電壓型PWM整流器能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)整流，電壓和電流響應(yīng)性能響應(yīng)良好，電流畸變較小，電壓穩(wěn)定性較高。參考文獻(xiàn)[1] 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．3~165[2] 賈佳．三相電壓型SVPWM整流器控制策略研究[D]．安徽工程大學(xué)本科學(xué)位論文．2012．8~9 [3] 張崇巍，張興．PWM整流器及其控制[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．7~9[4] Wu R, Dewan S B, Slemon G R. Analysis of an ac to de voltage source converter using PWM with phase and amplitude control, IEEE Trans Ind Appl, 1991, 27: 355~364[5] Dixon J W, Ooi B T. Indirect current control of a unity power factor sinusoidal current boost type threephase rectifier, IEEE Trans Power Electron, 1998, 35: 508~515[6] 楊德剛，劉潤生，[J]．電工技術(shù)學(xué)報，2000，15(2)：83~87[7] 張興．PWM整流器及其控制策略的研究[D]．合肥工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文．2003．8~9[8] 王曉東．雙向PWM整流器設(shè)計與研究[D]．武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文．2007．24~26[9] 張志剛，黃守道，任光法，等．三相電壓型SVPWM整流器控制策略研究[J]．長沙大學(xué)學(xué)報，2004，18(4)：33~37[10] 邢紹邦，趙克友．電壓型SVPWM算法及其仿真[J]．微特電機(jī)，2007(5)：26~28[11] 王曉東．雙向PWM整流器設(shè)計與研究[D]．武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文．2007．36~46[12] 劉坤．PWM整流器控制策略的研究[D]．北方工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文．2009．37~39[13] 史偉偉，蔣全，胡敏強(qiáng)，等．三相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型和主電路設(shè)計[J]．東南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2002，32(1)：50~55[14] 徐金榜，何頂新，趙金，等．一種新的PWM整流器電感上限值設(shè)計方法[J]．華中科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006，34(4)：33~35[15] 丁奇，嚴(yán)冬超，曹啟蒙．三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)設(shè)計方法的研究[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37(23)：84~87結(jié)論與展望PWM整流器由于其優(yōu)越的性能廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中。而三相VSR作為PWM整流器家族中重要的一員，因其輸入電流正弦性好，可獲得高功率因數(shù)，能量可實現(xiàn)雙向流動等特性而廣受關(guān)注，本文重點分析了三相VSR的原理及其直接電流控制策略，并做了系統(tǒng)的仿真研究，得出了如下結(jié)論：1. SVPWM調(diào)制方法的電壓利用率高，網(wǎng)側(cè)電流諧波小。利用二進(jìn)制編碼重新編排六個扇區(qū)，通過對電壓空間矢量進(jìn)行合理地排序，減小了開關(guān)損耗，同時還達(dá)到改善網(wǎng)側(cè)電流波形的目的。2. dq坐標(biāo)系下的固定開關(guān)頻率的直接電流控制，通過引入輸入電網(wǎng)電壓的前饋控制，同時在控制中實現(xiàn)電流的解藕，使得電流跟蹤系統(tǒng)變成了電流恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大大改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性能。利用Matlab/Simuhnk對常規(guī)PI控制的三相PWM整流器進(jìn)行了整流狀態(tài)和逆變狀態(tài)的仿真分析，驗證了dq坐標(biāo)系下的直接電流控制方案的可行性。仿真的結(jié)果表明，采用直接電流控制策略的三相VSR，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，電流的動態(tài)響應(yīng)快，而且對主電路參數(shù)不是很敏感。PWM控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為變流器的發(fā)展帶來了其所未有的基于，將PWM控制技術(shù)與傳統(tǒng)變流裝置結(jié)合從而形成新型的變流器，逐漸成為變流裝置的發(fā)展方向。經(jīng)過多年的發(fā)展，變流器已獲得了及其優(yōu)良的性能與效果。隨著SVPWM調(diào)制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如今研究的方向多在于如何簡化其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即如何省略三相VSR交流電流和電動勢傳感器控制等。與普通裝置相比，若減少了傳感器，就能降低系統(tǒng)成本，大大增強(qiáng)其運行的可靠性。因此也就出現(xiàn)了無交流電動勢傳感器的三相VSR控制策略與無交流電流傳感器的三相VSR控制策略為主流的控制策略。致謝歷時兩個多月的時間終于完成了這篇論文，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在導(dǎo)師和學(xué)長的幫助下度過了。在此尤其要感謝我的指導(dǎo)老師—王老師，他對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、深厚的理論功底、高瞻遠(yuǎn)矚的思想、誨人不倦的作風(fēng)使我受益匪淺。借此機(jī)會，謹(jǐn)向?qū)煴硎菊\摯的敬意與謝意。感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。同時感謝學(xué)長以及我的同學(xué)，在寫論文的過程中給予我很多素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。最后，謹(jǐn)向?qū)忛喆宋牡膶＜摇⒔淌谥乱哉\摯的謝意!作者：2015年5月35