[发明专利]基于无源性的电源不平衡电压型PWM整流器控制系统

说明书

技术领域

本发明基于新型同步旋转变换和整流器的无源性，构建电源不平衡时三相电压型 PWM整流器控制系统，可实现PWM整流器网侧电流低谐波、单位功率因数、能量双向流 动及恒定直流电压控制，可应用到变频调速系统、直流电源等领域。属电力电子技术、非线 性控制领域。

背景技术

在工程实际中，电源电压不是理想的平衡电压(幅值平衡、相位平衡)，用电源平 衡条件下的各种控制策略对电压型PWM整流器实施控制，使网侧交流电流含有大量的谐波， 污染电网，降低了电网电能质量，同时也影响其它用电设备的正常运行。对此，许多学者对 电源不平衡时电压型PWM整流器进行了研究^[1-10]。这些文献都是以不平衡电压的正、负序分 量为出发点，提出不同的控制策略；如双电流内环控制方法可以很好的改善输入电流谐波和 输出直流电压波形，没有对优化控制算法中的瞬时功率进行详细和深入的分析，实际上在输 入电网电压在相位不平衡的情况下，不可能实现无功功率为0，从而实现输入功率因数为1； 由于采用滤波器、PI调节器，对整流器非线性控制对象控制效果必受到影响。目前还没有比 较好的办法能够使在电源不平衡时PWM整流器实现网侧低谐波正弦电流、单位功率因数、及 恒定直流电压控制。因此，急需探索新的控制原理，使电源不平衡时PWM整流器的性能接近 电源平衡时PWM整流器的性能，以满足工程需要。

1.张兴，张崇巍.PWM整流器及其控制[M].北京：机械工业出版社，2003.

2.张兴，季建强，张崇巍，等.基于内模控制的三相电压型PWM整流器不平衡控制策略研 究[J].中国电机工程学报，2005，25(13)：52-56.

3.Yongsug Suh，Tijeras V.Lipo T A.A nonlinear control of the instantaneous power in dq synchronous frame for PWM AC/DC converter under generalized unbalanced operating conditions”[C].Industry Applications Conference，2002.37th IAS Annual Meeting.Pittoburgh，PA，2002，2：1189-1196.

4.Hong-seok Song，Kwanghee Nam.Dual current control scheme for PWMconverter under unbalanced input voltage conditions[J].IEEE Trans.Industrial electronics，1999，46(5)： 953-959.

5.Stankovic A V，Lipo T A.A novel control method for input output harmonic elimination of the PWM boost type rectifier under unbalanced operating conditions[J].Power Electronics， IEEE Transactions on，2001，16(5)：603-611.

6.徐金榜，何顶新，赵金，万淑芸.电压不平衡情况下PWM整流器功率分析方法[J].中国 电机工程学报，2006，26(16)：80-86

7.徐嘉鹏，汤钰鹏.电网不平衡时的三相PWM整流器控制策略[J].通信电源技术，2007，24 (3)：：56-58

8.蒋卫宏.不对称电网故障下PWM整流器的控制策略研究[J].系统仿真学报，2007，19 (15)：3527-3530

9.何鸣明，贺益康，潘再平.不对称电网故障下PWM整流器的控制[J].电力系统及其自动 化学报，2007，19(4)：13-17

10.季建强.电压型PWM整流器(V SR)不平衡控制策略研究[D].合肥：合肥工业大学电 气工程学院，2004.

发明内容