基于直接功率控制的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)

《基于直接功率控制的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、萬方數(shù)據(jù)第39卷第3期2011年3月華南理工大學學報(自然科學版)JournalofSouthChinaUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)V01．39No．3March2011文章編號：1000-565X(201I)03．0067-06基于直接功率控制的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)木汪萬偉尹華杰管霖(華南理工大學電力學院，廣東廣州510640)摘要：研究了基于直接功率控制的雙PWM變頻調(diào)速方案，以實現(xiàn)電機四象限運行，消除網(wǎng)側(cè)諧波污染，提高電機的動態(tài)響應性能．并在Matlab／Simulink環(huán)境中建立了該方案的仿真模型．仿真結(jié)果

2、表明，相對于直接電流控制的雙PWM控制方案，該方案的控制更為簡單，其穩(wěn)態(tài)、動態(tài)響應能力以及抗擾動能力也優(yōu)于直接電流控制策略．關鍵詞：雙脈寬調(diào)制；PI調(diào)節(jié)；直接功率控制；四象限運行；異步電機；仿真中圖分類號：TM461doi：10．3969／j．issn．1000-565X．2011．03．014目前，變頻器已廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領域，用于驅(qū)動電機或作為變頻電源．通用變頻器大多采用二極管整流的電壓型AC-DC．AC拓撲結(jié)構，不能直接用于需要快速起、制動和頻繁正、反轉(zhuǎn)的調(diào)速場合，因為二極管整流電路的能量傳輸是不可逆的?．由脈寬調(diào)制(PWM)整流器和PWM逆變器構成的雙PWM

3、可逆整流控制系統(tǒng)(如圖1所示)無需增加任何附加電路，只需通過對變換器的開關器件按照一定的控制規(guī)律進行通斷控制，即可消除網(wǎng)側(cè)諧波污染，實現(xiàn)高功率因子及能量雙向流動，方便電機四象限運行心‘3J，并且電機動態(tài)響應時間短，是高質(zhì)量能量回饋技術的最新技術之一．．埝當^!率審硌l誰硌硌陡沖y礎H以片惜lM‘、_J_1月mJ!l一?啼難一蚌．難硌哲圖1主電路拓撲圖Fig．1Maincircuittopology現(xiàn)行的電壓型PWM整流器控制策略主要分為3類，即間接電流控制‘4j1、直接電流控制‘63和直接功率控制：7-s]．其中，間接電流控制的動態(tài)特性較差，而直接電流控制的控制結(jié)構則較復雜，

4、參數(shù)整定困難．不僅如此，在由電流控制策略構建的雙PWM控制方案中，為了在不加大電容的情況下避免大的直流電壓波動，都需要對整流器和逆變器進行協(xié)調(diào)控制【9d0【，這更增加了系統(tǒng)的復雜程度．為了克服上述缺點，文中提出了基于直接功率控制的雙PWM變頻調(diào)速方案，網(wǎng)側(cè)整流器采用基于瞬時功率理論的直接功率控制(DPC)策略．并基于Matlab／Simulink對該控制方案進行了仿真，驗證了其可行性．1雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)整流器的直接功率控制模型1．1網(wǎng)側(cè)整流器的功率控制模型三相電壓型PWM整流器的主電路拓撲結(jié)構如圖1左側(cè)虛線框所示，網(wǎng)側(cè)電路采用三相對稱的無中線連接方式，功率開關管橋路采

5、用三相橋式全控整流電路、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)和續(xù)流二極管并聯(lián)作為橋臂開關器件．對于圖l中網(wǎng)側(cè)的三相橋式mI變流器，定義三相橋臂開關函數(shù)S。、Js。、s。為：?！簂，尼相上橋臂導通，七=口，6，c，，、吼一10，I

6、}相下橋臂導通，k=口，b，c¨7可根據(jù)圖1得到三相PWM整流器在三相靜止坐標系下的方程：收稿日期：2010-04-14木基金項目：國家自然科學基金資助項目(50777022)作者簡介：汪萬偉(1982-)，男，博士生，主要從事電力電子和電力傳動研究．E-mail：wang．wanwei@mail．scut．edu

7、．cn萬方數(shù)據(jù)華南理工大學學報(自然科學版)第39卷『面d屯=i1“。一iR屯一丟璣。(s。一÷。互．。甌)l面‘a(chǎn)2i‰一ik—i％cI屯—歹。壘，≮Jj蓋屯=丟‰一譬瓦一{魄(

8、s。一÷。磊．，t)。2，I面dk．=T1‰一譬t—i1譏。(s。一了1。善，S)【d出Udc_一詈+吉(眠+Sbi。+踮)式中：M，為各相網(wǎng)壓；i，為各相電流；i。為負載電流，并以整流方向為正；工=a，b，c；L、R為交流側(cè)的濾波電感和阻抗；U。。為直流輸出電壓．將三相靜止坐標系下的變量變化到兩相旋轉(zhuǎn)d-q坐標系下，其數(shù)學樟型為蓋‘=}u。一罷屯+∞‘一扣。％。面k2iud—i。d+似口一i5d

9、udc未i，=i1‰一譬i。一coid-蘆1。％(3)j；‘-21_配-一1_。一一1P一“如(3)薔璣。=一吾+吉(s疵+s^)式中：S撲S。分別為整流橋的d—q坐標系下的開關函數(shù)；％、‰和i撲i。分別為網(wǎng)側(cè)電動勢和電流的d、q分量；∞為角頻率．可以用有功功率平衡方程來描述直流側(cè)的電壓動態(tài)過程．交流側(cè)輸入有功功率用P。。表示，直流側(cè)吸收的有功功率用P水表示，則有P。=Udid+Uai。(4)Pdc=Udcidc=CUdcdd產(chǎn)U+去玩。(5)式中：R。為負載等效電阻；CUd。dUd。／出為直流側(cè)支撐電