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      基于虛擬磁鏈定向矢量控制的三電平PWM整流器仿真研究

      作者: 時間:2012-03-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
      如圖1所示,將電網(wǎng)和電抗器一起視為一個虛擬的交流電機。網(wǎng)側(cè)電壓ea、eb、ec等效為虛擬電機定子繞組的反電勢,網(wǎng)側(cè)電抗器中的等效電感Ls和等效電阻Rs分別代表定子漏感和定子電阻。由此,在αβ坐標系下,可求得此電機的虛擬氣隙磁鏈為:

      本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/230886.htm

      (3)

      式中:

      忽略電抗器電阻Rs,將式(1)代入式(3),可得:

      (4)

      對于,其交流側(cè)電壓v可以通過兩個直流母線電容電壓Vdc1和Vdc2以及三相橋臂開關(guān)狀態(tài)計算得到:

      (5)

      通過式(5)可以得到v,然后由式(4)即可在無網(wǎng)側(cè)電壓傳感器的情況下求得虛擬磁鏈Ψ。

      虛擬磁鏈計算式(4)中沒有微分項,而且對電壓的積分運算還可以濾除高頻擾動;此外,由于磁鏈是連續(xù)量,相對于橋臂交流側(cè)PWM形式的電壓,更適合作為反饋量參與控制。因此,對于VOC策略,引入虛擬磁鏈不僅能實現(xiàn)無網(wǎng)側(cè)電壓傳感器,而且對網(wǎng)側(cè)電壓的擾動具有一定的抑制作用。

      3虛擬磁鏈定向矢量控制

      的VOC策略中,檢測網(wǎng)側(cè)電壓的目的是得到其相位,以提供旋轉(zhuǎn)變換的角頻率及初始位置。引入虛擬磁鏈后,由式(3)可知,Ψ滯后e90°。因此,無論是以磁鏈定位,或是根據(jù)磁鏈相位求得電壓相位,兩者均可以實現(xiàn)無網(wǎng)側(cè)電壓傳感器的矢量控制。

      圖2給出了三電平PWM整流器虛擬磁鏈定向矢量控制(VirtualFluxorientedcontrol/VFOC)框圖。

      圖2VFOC控制框圖

      通過檢測直流側(cè)母線上下電容電壓,得到中點電位信息母線電壓Vdc,Vdc和給定參考Vdc*比較,其誤差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器得到有功電流參考量id*,無功電流參考量iq*在單位功率因數(shù)下設(shè)為零。通過采樣的網(wǎng)側(cè)電流ia、ib以及整流橋直流側(cè)上下電容電壓Vdc1、Vdc2,由式(4)觀測虛擬磁鏈。根據(jù)觀測到的磁鏈得到旋轉(zhuǎn)變換的參考角度θr。此外,有功電流及無功電流參考id*值分別與反饋值id和iq比較,經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出參考電壓矢量vd*和vq*。對此參考矢量進行反旋轉(zhuǎn)變換,得到整流橋交流側(cè)的控制量。由此,可采用具有中點平衡功能的三電平SVM調(diào)制策略得到三相橋臂的開關(guān)信號Sa、Sb、Sc,控制整流橋工作。

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