三相PWM變換器矢量控制與直接功率控制研究
由圖可得:
由此可知,如果電網(wǎng)磁鏈?zhǔn)噶课恢么_定,通過選擇不同的電壓空間矢量,可控制磁鏈?zhǔn)噶糠至喀護d,ψoq的變化效果,繼而可決定每個電壓矢量對有功、無功功率的影響。
電壓矢量的標(biāo)識、扇區(qū)的劃分及三相PWM變換器磁鏈?zhǔn)噶咳鐖D5所示。
根據(jù)上述分析,可得三相PWM變換器DPC開關(guān)表,如表1所示。
根據(jù)以上分析,得到如圖6所示的三相PWM變換器DPC框圖。
4 實驗及結(jié)果分析
搭建了基于XC2785單片機的實驗平臺,并對三相PWM變換器的矢量控制與DPC進行實驗比較及分析。實驗參數(shù)為:直流母線電壓200 V,網(wǎng)側(cè)進線電感20 mH,三相PWM變換器開關(guān)頻率為10 kHz,每相電阻負(fù)載Rf=77 Ω。實驗對三相PWM的矢量控制與DPC進行比較,波形如圖7所示。
圖7a,b示出兩種方案穩(wěn)態(tài)時功率因數(shù)為1的a相電壓、電流比較波形。由圖可見,矢量控制方案電流波形正弦度好,而DPC的電流波形發(fā)生畸變,但兩種控制方案均能保證系統(tǒng)單位功率因數(shù)運行,達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)。
圖7c,d為兩種控制方案在母線電壓由200 V變化到280 V時的動態(tài)比較波形。圖7e,f為兩種控制方案在無功分量動態(tài)變化時的比較波形。分析可知,矢量控制達(dá)到穩(wěn)態(tài)后較為穩(wěn)定,控制性能良好,但動態(tài)過程較長。而DPC動態(tài)性能良好,能迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài),但穩(wěn)態(tài)后波形略有振動
5 結(jié)論
對三相PWM變換器的矢量控制與基于滯環(huán)控制的直接功率控制進行比較分析,通過實驗可知:電網(wǎng)電壓定向的矢量控制有固定的開關(guān)頻率,穩(wěn)態(tài)性能良好,但由于通過雙閉環(huán)進行控制,算法較為復(fù)雜,因受PI參數(shù)的制約,動態(tài)響應(yīng)稍慢?;跍?a class="contentlabel" href="http://www.biyoush.com/news/listbylabel/label/環(huán)控制">環(huán)控制的直接功率控制算法簡單,具有良好的動態(tài)性能,但其開關(guān)頻率不固定,穩(wěn)態(tài)時電流紋波較大,穩(wěn)態(tài)性能不如矢量控制。兩種方案各有優(yōu)缺點,但皆能達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)
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