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静止坐标系下电流型PWM整流器电流环控制策略研究及其参数设计
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM46[电气工程—电器]
  • 作者机构:[1]输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学),重庆市沙坪坝区400044, [2]机械检测技术与装备教育部工程研究中心(重庆理工大学),重庆市九龙坡400054
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51127001).
中文摘要:

通过分析三相脉宽调制电流型整流器(current source rectifier,CSR)在两相静止坐标系中的数学模型,利用瞬时功率理论建立电压定向的CSR功率控制策略。为了有效抑制整流器输入侧LC滤波器产生的并联谐振,文中引入电容电压反馈有源阻尼控制环路。采用频域法对电流内环开环传递函数进行研究,针对静置坐标系下电流内环在动态响应和稳定性方面的限制,提出电流内环级联滞后补偿控制方法。详细研究电流内环比例谐振控制器及各参数对其性能的影响,并根据性能指标要求确定系统参数。利用根轨迹分析滤波电感变化对电流内环稳定性影响,并明确有源阻尼反馈增益与系统鲁棒性的关联性,最后对控制器进行离散化处理以实现数字控制。仿真和在60 kVA三相CSR样机实验结果表明,所提出的控制方法能够实现良好的动、静态性能,单位功率因数以及有效抑制网侧电流畸变。

英文摘要:

By analyzing the mathematical model of the three-phase pulse width modulation (PWM) current-source rectifier (CSR) in a stationary reference frame based on the instantaneous power theory, a voltage-oriented CSR power control strategy was proposed. As an alternative approach for active damping, the proportional capacitor-voltage feedback was used to damp the inductor-capacitor filter (LC) resonance. The system transfer function of the inner-current loop was analyzed using the frequency response method. In order to improve the limitations on dynamic response and stability of the controller,a new cascaded lag compensation method for inner-current loop was presented. The impacts of proportional resonant (PR) controller and its parameters in the inner-current loop were analyzed. Then, the parameter values of the controller were chosen according to the performance indicators. Stability against the filter inductance variation was studied by means of the root locus analysis, the correlation between active damping feedback gain and system robustness had been established. Finally, the controllers were discretized with the Tustin transformation. Simulations of a 60 kVA laboratory prototype shows that the proposed control method is able to generate excellent dynamic and steady-state performances, improve power factor, and reduce the input-current distortion.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970