jiluo2018:
2.4整流器的环路控制 电压外环电流内环的双闭环控制是目前应用最广泛,最为实用的控制方式。电压外环的输出作为电流指令信号,电流内环用数字PI控制输入电流,使之快速地跟踪电流指令。我们知道,PI控制交流信号会有一定的静差,这一点PR控制会好很多,但是我们的整流器主要是用作整流,为后级提供能量和PFC功能,对电流的静差没有要求,所以这是一个很好的控制策略。本文就双环PI控制和三相SPWM调制结合建立仿真模型。 电流内环控制框图可以简单如下显示 [图片] 控制框图中PI环节即为数字控制里要设计的补偿环路。 电压外环设计如下由交流小信号模型设计: [图片] 其中η为效率,又有电压外环控制框图可以简单如下显示[图片] 正负母线电压平衡设计[图片] 补偿其调节所得值加入三相电流参考端作为给定电流一部分,然后与三相电流反馈值进行PI调节。 三.仿真模型和波形分析 仿真分析对实际设计起到重要的指导作用。用PSIM软件对电力电子模型进行分析、研究,开发能提高分析速度、分析精度和分析广度。比真实电路实验可扩大研究范围,获取更多数据,也可测一些实验中无法直接测量的数据。仿真进行充分可行性论证后再定购贵重、特殊元件,既节省资金又缩短开发过程,提高产品的质量,最后仿真系统代替实验可大大减少元器件损坏引起的损失,下面就SPWM的VIENNA整流器系统进行PSIM仿真研究。 3.1VIENNA整流器总体仿真模型 VIENNA整流系统仿真结构图如下 [图片] 仿真中设置三角载波频率50kHz,采样频率50KHz,电路参数交流电感量0.33mH,正负母线电容量1.2mH。具体选型本文不做重点推导。 3.2静态波形[图片] 图3-120%载3KW输出电流波形和电感电流波形[图片] 图3-250%载7.5KW输出电流波形和电感电流波形[图片] 图3-3100%载15KW输出电流波形和电感电流波形[图片] 图3-4母线电压800V和交流线电压Vab[图片] 图3-5输入电压电流PF=99.8%和交流电感电压VPL 3.3动态波形[图片] 图3-6软启动母线电压给定Vref和实际电压Vdc[图片] 图3-7上下母线Vp,Vn不平衡和造成的畸变电流ia在t=0.2s加入中点平衡控制,两母线电压都稳定在400V,电网电流THD会变差。[图片] 图3-8在t=0.25s时由20%载突加至满载电流波形和母线电压波形,电压有20V左右跌落[图片] 图3-9在t=0.25s时由满载载突减至20%载电流波形和母线电压波形,电压有20V左右过冲[图片] 图3-10在t=0.25s时电网电压由220V突降至150V输入电流突然变大,母线电压由5V左右跌落[图片] 图3-11在t=0.25s时电网电压由220V突升至260V输入电流突然变小,母线电压由2V左右突升 本节用PSIM搭建了系统的总体仿真模型,从理论上验证了VIENNA整流电路不但有功率因数校正功能,而且有很好的静态性能和动态性能,具有一定的实用价值。 3.4总结未来新能源充电技术将朝着大功率、高功率因数、高效率、低谐波、体积小方向发展。本文通过对Vienna整流器的分析和仿真,全面解释其工作原理和优势,限于本人水平有限,就写到这里,后续再做相关技术探讨,此文抛砖引玉,还望各位专家不吝指正,若觉得本文有可鉴之处,关注我的公众号Exdry艾昌德瑞电子科技,欢迎下载本文和相关仿真模型![图片]