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《基于電壓前饋解耦控制的三相VSR的仿真研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于電壓前饋解耦控制的三相VSR的仿真研究摘要：從三相電壓型整流器在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)出其在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上引入了基于電網(wǎng)電壓前饋解耦的三相PWM整流器控制系統(tǒng)。在MATLAB的SIMULINK環(huán)境下建立了本文所討論系統(tǒng)的仿真模型。仿真結(jié)果表明，基于前饋解耦的系統(tǒng)具有動態(tài)響應(yīng)快，抗擾性能好的特點。關(guān)鍵詞：前饋解耦；空間矢量；PWM整流器TheSimulationResearchonThree-PhaseVoltageSourceRectifierBasedonFeedforwardDecouplingControlAbstra
2、ct:Thesystemmodelofthethree-PhaseVSRunderthethree-phasestaticcoordinateaxisisgiven.Fromit,themathematicalmodelundertherotatingcoordinateaxisisderived.Then,thefeedforwarddecouplingcontrolmethodisintroducedtocontrolthethree-phaseVSR.Thesimulationmodelofthesystemdiscussedinthepaperises
3、tablishedintheSimulinkenvironmentoftheMATLABsoftware.ThesimulationresultsshowthatthePWMRectifierunderthefeed-forwarddecouplingcontrolmethodhasfastdynamicresponseandgoodperformanceindisturbancerejectionoftheload.Keywords:feedforwarddecoupling;SVPWM;PWMrectifier1引言傳統(tǒng)的晶閘管相控整流及二極管無控整流，不
4、但功率因數(shù)低，還給電網(wǎng)帶來了諧波的危害。自從在整流技術(shù)中引入PWM控制后，PWM整流技術(shù)因其具有功率因數(shù)可控、網(wǎng)側(cè)電流趨于正弦化、能量雙向流動等優(yōu)點，受到了越來越多的關(guān)注。由于三相電壓型PWM整流器是一個時變非線性耦合系統(tǒng)，對其控制比較復(fù)雜。單純對整流器ABC三相進(jìn)行獨立控制，而不考慮彼此間的耦合，所設(shè)計的系統(tǒng)很難有好的性能。本文首先引出了三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，接著引出了兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上引入了電網(wǎng)電壓的前饋解耦控制算法；最后討論了VSR的空間電壓矢量控制技術(shù)，并在MATLAB的SIMULINK環(huán)境下，對所討
5、論算法進(jìn)行了仿真驗證。2三相VSR模型的建立圖1為三相VSR的主電路圖。Ea,Eb,Ec是電網(wǎng)電動勢，ia(t),ib(t),ic(t)是PWM整流器的三相電流，La,Lb,Lc電網(wǎng)電動勢與整流器交流側(cè)的連接電感，Idc，Vdc，IL分別為整流器直流側(cè)電流，電壓及負(fù)載電流。假定電網(wǎng)電壓三相對稱，根據(jù)基爾霍夫定律，可列出三相PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系下開關(guān)函數(shù)模型為［1］：圖1三相VSR的主電路Fig.1Themaincircuitofthree-phaseVSR（1）上式中，假定電網(wǎng)電動勢三相對稱，因而有成立。建立在三相靜止對稱坐標(biāo)系中的VSR數(shù)學(xué)模型，物理
6、意義清楚，但在這種模型中VSR交流側(cè)均為時變交流量，不利于控制系統(tǒng)的設(shè)計。為此可考慮通過坐標(biāo)變換將三相靜止對稱坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的d-q坐標(biāo)系。這樣經(jīng)過坐標(biāo)變換后，三相靜止對稱坐標(biāo)系中的基波正弦變量將轉(zhuǎn)化為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的直流分量，可以簡化設(shè)計。對上式進(jìn)行坐標(biāo)變換后，可能得出三相VSR開關(guān)函數(shù)模型在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的表達(dá)式如下：(2)(3)(4)其中：為電網(wǎng)電動勢矢量在d，q軸上的分量；為網(wǎng)側(cè)電流矢量的d，q軸分量；為開關(guān)函數(shù)對應(yīng)的d，q軸分量，令，。觀察式（3）、式（4）可知，三相VSR在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（d,q）中，是相互耦合的，一
7、相的變化將會帶來另一相的變化，這給控制器的設(shè)計帶來了麻煩。3PWM整流器的前饋解耦控制算法采用前饋解耦控制策略［1］，當(dāng)電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器時，則、的控制方程如下：(5)(6)式中，、為電流內(nèi)環(huán)比例調(diào)節(jié)增益和積分調(diào)節(jié)增益，、為電流指令值。化簡后可得:(7)式（7）表明，基于前饋解耦的控制算法使三相VSR電流內(nèi)環(huán)實現(xiàn)了解耦控制，控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2解耦控制框圖Fig.2Thediagramofdecouplingcontrol4解耦算法的單位功率因數(shù)控制的實現(xiàn)在坐標(biāo)變換中，規(guī)定d軸與電網(wǎng)電動勢矢量E重合，q軸滯后電動勢矢量E90度。這樣，電流矢量I在
8、d、q軸上的投影分別為PWM整流器有功
