發(fā)布時間：2025-01-14 06:19

　　 以基于耦合電感的新型單相五電平脈沖寬度調(diào)制(PWM)整流器為研究對象,為了提升系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)、維持單位功率因數(shù)、減少網(wǎng)側(cè)電流諧波含量,提出滑模比例積分諧振(PIR)控制算法.通過對新型單相五電平PWM整流器的電路拓撲和工作原理分析,構(gòu)建整流器d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,推導(dǎo)整流器電壓外環(huán)滑模和電流內(nèi)環(huán)PIR控制算法,給出具體設(shè)計過程.與d-q坐標系傳統(tǒng)比例積分(PI)電流控制算法相比,所提滑模PIR控制算法動態(tài)響應(yīng)速度更快,網(wǎng)側(cè)電流諧波含量更低.搭建基于MATLAB/Simulink的仿真模型和基于RTlab的半實物實時仿真平臺,對滑模PIR控制算法與d-q坐標系傳統(tǒng)PI電流控制算法分別進行計算機仿真和半實物實驗對比研究,仿真和實驗結(jié)果驗證了所提滑模PIR控制算法的正確性和可行性.

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1 新型單相五電平PWM整流器拓撲

如圖1所示為新型單相五電平PWM主電路拓撲.圖中，us、is分別為網(wǎng)側(cè)電壓和網(wǎng)側(cè)電流；Ls、Rs分別為網(wǎng)側(cè)等效電感、電阻；id為耦合電感公共端輸出電流；udc、idc、Cd、RL分別為直流側(cè)母線電壓、負載電流、直流側(cè)支撐電容、等效負載；S1～S6為6個功率開關(guān)管；Lb、Lc為2個....

圖2 諧振控制器和準諧振控制器Bode圖

如圖2所示為kr=1、ω0=200π、ωc=5時諧振控制器和準諧振控制器的Bode圖.圖中，ω、?、L分別為頻率、相位、幅值.可以看出，準諧振控制器在諧振頻率處增益較低，帶寬較大，能夠降低系統(tǒng)敏感性，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性.使用準諧振控制器構(gòu)成PIR控制器，傳遞函數(shù)為

圖3 電流內(nèi)環(huán)PIR控制示意圖

為了盡可能多的降低網(wǎng)側(cè)電流THD，在內(nèi)環(huán)控制中使用多個準諧振控制器并聯(lián)，構(gòu)成多PIR控制器，其控制框圖如圖3所示.在d-q坐標系下將PI控制變?yōu)镻IR控制，由式（21）、（26）可以得到其控制方程為

圖4 新型五電平PWM整流器的滑模PIR控制系統(tǒng)框圖

以新型單相五電平PWM整流器為研究對象，在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建仿真模型，對d-q坐標系傳統(tǒng)PI電流控制和所提滑模PIR控制算法進行仿真對比分析.其中滑模PIR控制算法中并聯(lián)諧振控制器為2個，電壓外環(huán)滑模系數(shù)β=0.0045，諧振控制器截至頻率ωc=5rad....

本文編號：4026531