PDF《整流器参数整定》

2

0 1 0年2月第25卷第 2期电工技术学报TR A NS ACT I ON S OF CHI NA E LECTROTECHNI CAL S OCI ETY VO

1 .

2 5 No .

2 Fe b.

201 0 双 闭环 矢 量控 制的电压 型PWM 整流器参 数 整定 汪万伟 尹华杰 管霖(华南理工大学电力学院 广州

5 1

0 6

4 0) 摘要 双闭环矢量控制的电压 型P WM整流器的 P I 参数整定是 一项极其重要却又十分依赖经 验的工作,参考文献很少 .本文应用 Ma t l a b / S i mu l i n k仿真研究 了这种整流器系统的

三、c参数和 P I 调节器参数对直流侧 电压响应及交流侧谐波与功率因数的影响,提 出了一套简单易行、规范化 的设计和参数整定方法.并用 实例说明 了这种方法的具体操作过程,验证 了其有效性. 关键词:P WM 整流器 矢量控制 P I 参数整定 仿真 中图分 类号 :T M4

6 1 Pa r a m e t e r Se t t i ng f o r Do ubl e Cl o s e d- Lo op Ve c t or Co nt r o l o f Vo l t a ge So ur c e PW M Re c t i f i e r Wa n g W a n we i Hu a j i e Gu a nLi n ( S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Gu a n g z h o u

5 1

0 6

4 0 C h i n a ) Abs t r a c t The PI pa r a me t e r s e t t i ng o f d o u bl e c l o s e d ― l o o p ve c t o r c o n t r o l o f vo l t a g e s o ur c e PW M r e c t i f i e r i s v e r y i mpo r t a n t a n d l a r g e l y d e pe nd i n g on e xp e r i e nc e wi t h f e w r e f e r e n c e s a va i l a bl e .I n t hi s p a p e r ,h o w t h e L、 C v a l ue s a nd PI pa r a m e t e r s i nf lue nc e t he o u t p ut DC vo l t a g e wa ve f o r m,AC s i d e h a r mon i c s a nd p owe r f a c t o r a r e s t u d i e d b y s i mu l a t i o n i n M a t l a b / S i mul i nk, a nd b a s e d o n wh i c h a s i mpl e a nd n o r ma l i z e d m e t h o d f o r t he c o n t r ol s y s t e m de s i g n a nd PI pa r a me t e r s e t t i n g i s p r o po s e d.S ome e xa mpl e s a r e g i v e n t o i l l u s t r a t e t he a p pl i c a t i o n of t hi s me t h od . Ke ywor ds : PW M r e c t i f i e r , ve c t o r c on t r o l ,PI , p a r a me t e r s e t t i ng ,s i mul a t i o n

1 引言 单位 功率 因数的电压 型PWM 整流器由于 具有 网侧 电流 谐波 含 量小 、 功率 因数 高、电能可 双 向传 输 、动态 响 应快 等优 点【1],而 被 广泛 应用于交 流传 动 系统 中,其控制系 统往 往采用电流 内环和 电压外 环的双闭环直 接 电流 矢量 控制方案 l

3 '

. 该控 制方案中有 3个PI控制器参 数 需要 确定,这些参数需 要协 调才能获 得 良好 的暂 态和 稳态响应 性能.此外,控 制器 P I 参数的选择 有 时会 对 网侧 轭流电感 的微 小 变化 十 分敏 感 ,而 在 实际 工程 中又 无法 保证绝对 恒定 ,这更 增加 了PI参数 设计的难度 . 国家 自然 科学基金资助项 目(50777022). 收稿 日期

2 0

0 9 ―

0 7 .

2 0 改稿 日期

2 0

0 9

1 1 .

0 3 针对 以上 问题 , 有不少文 献介 绍 了多种 P I 参数 计算 方法 ,例 如文 献[810].文 献[

1 1 ] 也提 出 了一些 改进 算法 .然而 这些 计 算方 法 都是 在多 种简 化假 定 的基 础上 获得的,依据 它们 得到 的PI参数组 合 ,只 能作 为设 计 的一 个起 点 ,却 不 能指 望它 们本 身 就可 以给 出 良好 的 实验 结果 或理 想 的仿 真波 形 .人们 必 须在 这些 理 论计 算 的基 础上 , 对PI参数 作进 一步的整定,才 有可能得 到满 意 的结 果 .在实 际 工程 应用 中,这 个调 整过 程 既十 分必 要 和重 要 ,又 极端 依赖 经验 . 它必 须 以充 分 了解各 个PI参数对 外部响应特 性 的影 响模 式为 基础 ,盲 目的试 探费时费 力而 又收 效甚 微 .到 目前 为止 ,这方面 的文献 十 分难 觅.本文 在Ma t l a b 仿 真环 境 中对 基 于双 闭环直 接 电流 矢量 控制的电网侧 P WM 整流 器进 行 了大 量的参数 性 能测 试和 分析 工作.在 此基础 上 ,提 出 了一