论文部分内容阅读
三相电压型PWM整流器具有网侧电流正弦化、可以工作在单位功率因数下且直流侧电压可调、脉动小等优点。随着科学技术的飞速发展,人们对电能质量的要求也变得越来越高,对于开关损耗小、谐波含量低的PWM整流器的控制技术的研究是很有必要的。因此低开关频率下的谐波消除技术受到了人们的重视。特定谐波消除法是一种基于低频下实现特定次谐波消除的技术。本文主要针对该技术进行细致研究。首先建立了基于三相PWM整流器的特定谐波消除数学模型,得到了一组非线性方程组,通过对非线性方程组的求解得到开关角。本文采用牛顿同伦算法对非线性方程组进行求解,该算法具有牛顿法收敛高精度和同伦算法收敛范围大的优点。其次,对基于SHE-PWM的电网电压定向控制策略进行了研究。该方法基于两相旋转坐标系进行,通过电流前馈解耦控制,使有功电流和无功电流独立控制;通过电流谐波补偿的方法,使电流反馈中只含有基波电流,从而降低了电流内环的调节难度。该方法可以实现特定次谐波消除的目的,稳态性能较SVPWM好,但动态响应速度慢。最后本文采用特定谐波消除法与模型预测控制结合的方法(SHE-MPC)对三相电压型PWM整流器进行闭环控制。目标函数由网侧电流误差和SHE参考电压跟踪误差两部分组成,可同时兼顾动态电流跟踪性能和稳态电流谐波特性。传统SHE-MPC控制方法采用无滤波参考电流法计算SHE参考电压,整流器开关过程产生的高频谐波会反馈回控制系统,使SHE参考电压波形失真,稳态网侧电流出现5、7等非理想的低次谐波。本文提出了一种通过对实际电流谐波进行补偿来计算SHE参考电压的方法,可有效滤除实际网侧电流中的开关纹波,从而稳定SHE参考电压波形。由仿真结果可知,采用实际电流谐波补偿SHE-MPC控制,稳态时,网侧电流中的非理想低次谐波基本消除,稳态电流总谐波失真(THD)和动态响应速度性能较优。