一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法技術

一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法公開了一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法，包括三相PWM整流電路、直接功率控制、滑模變結構控制三個部分。采用本發明專利技術提出的方法進行PWM整流器的控制，既能消除傳統查表方式的直接功率控制中開關頻率不固定而引起的整流器諧波的弊端，還可減小電流閉環控制方式下進行旋轉坐標變換時引起的瞬時功率誤差，提高了系統的瞬態響應性能。同時該控制方式具有較好的魯棒性和靜、動態性能。

A method of direct power control for PWM rectifier with sliding mode variable structure

A PWM rectifier with direct power control method of sliding mode variable structure a PWM rectifier with direct power sliding mode variable structure control method is disclosed, including three-phase PWM rectifier, direct power control, sliding mode variable structure control of three parts. The control method of the present invention of PWM rectifier rectifier harmonic frequency is not fixed, defects caused by the direct power control switch can eliminate the traditional look-up table method in the instantaneous power error can cause the rotating coordinate transformations reduce the current closed-loop control mode, improve the system transient response performance. At the same time, this control method has better robustness and static and dynamic performance.

【技術實現步驟摘要】
一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法所屬
本專利技術涉及一種PWM整流器，尤其涉及一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法。
技術介紹
三相電壓型PWM整流器具有功率因數高、結構簡單、可控性好、能實現能量的雙向流動等優點，廣泛應用于風力發電、并網發電等領域。隨著電力電子技術的發展，PWM整流器控制方式的研究也逐漸深入。三相電壓型PWM整流器的傳統控制方法一般是對電壓或電流進行控制，但采用這種控制算法的逆變器得到的電網功率因數偏低，電網諧波嚴重。根據有功和無功功率的瞬時表示方法，將功率控制策略應用于三相PWM整流器/逆變器，即直接功率控制(DirectPowerControl,DPC)。直接功率控制類似于電機控制系統中的直接轉矩控制，是直接對控制系統的有功功率和無功功率進行控制，在理論上可實現單位功率因數控制,具有動態響應性能好、效率高、實現簡單和應用領域廣等諸多優點，受到國內外學者的廣泛關注。在控制過程中，變結構控制系統的結構具有一定的開關特性，這種開關特性迫使系統在預先設定的狀態附近作小幅度穿越運動，并且其運動還不受系統所處環境變化和被控對象的參數擾動等的影響，因而使得該控制狀態下的系統具有動態響應速度快、適應能力強、魯棒性能好、無需在線辨識和物理實現容易等優點。
技術實現思路
為了克服傳統控制算法逆變器得到的電網功率因數偏低，電網諧波嚴重的難題，本專利技術提出一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是。將滑模變結構控制應用于PWM整流器的直接功率控制中，可以結合兩者的優點，在加強系統魯棒性能同時還可以使系統瞬態響應速度得到提高。本專利技術根據PWM整流器瞬時功率控制下的數學模型，結合傳統DPC的基本控制思路，借助滑模變結構控制的特點，將其引入到直接功率控制中。滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法包括三相PWM整流電路、直接功率控制、滑模變結構控制和PWM脈寬調制四個部分。所述三相PWM整流電路由六個IGBT開關管組成的橋式整流電路、線路阻抗、電源、濾波電容和負載組成，采用PWM控制開關管的通斷，實現整流功能。所述直接功率控制通過對交流側電壓和電流進行采樣后，經過計算，得到系統的瞬時有功功率和無功功率，最終得到滑模變結構的給定參數。所述滑模變結構控制（SlidingModeControl,SMC）實現滑模變結構控制的核心在于切換函數的設計，依據預先設計的滑動模態求出相應的控制函數，從而使控制系統到達穩定狀態。所述PWM脈寬調制通過滑模控制器的輸出作為給定，進行脈寬調制。本專利技術的有益效果是：既能消除傳統查表方式的直接功率控制中開關頻率不固定而引起的整流器諧波的弊端，還可減小電流閉環控制方式下進行旋轉坐標變換時引起的瞬時功率誤差，提高了系統的瞬態響應性能。同時該控制方式具有較好的魯棒性和靜、動態性能。附圖說明圖1三相PWM整流器主電路。圖2控制原理框圖。具體實施方案圖1中，三相PWM整流器主電路中，電源經過線路阻抗和后，與六個IGBT組成的橋式整流電路連接，再并聯濾波電容和負載。圖2中，PWM整流器的DPC-SMC控制系統是由功率計算、電壓電流采樣、滑模控制和SVPWM生成4部分組合而成。滑模變結構控制實現滑模變結構控制的核心在于切換函數的設計，依據預先設計的滑動模態求出相應的控制函數，從而使控制系統到達穩定狀態。經滑模控制器和SVPWM模塊后所得到的驅動信號使PWM整流器獲得的輸入電壓為比較標準的正弦波形，因而具有較好的控制效果。在三相PWM整流器中，通過對交流電壓進行采樣，將采樣得到的交流側三相電壓和電流，進行3/2變換后，得到分解后的三相對稱電源交流側的電壓；三相對稱電源中交流側的電流為三相PWM整流器的輸入電壓。通過采樣直流側電壓，采用PI控制的方法，根據直流側電壓給定，能夠得到滑模控制器的有功功率給定，而無功功率給定為0。計算出系統的瞬時有功功率p與無功功率q；再比較給定的有功功率p*和無功功率q*。與參考功率進行比較后，經過滑模控制器（SlidingModeControl,SMC）得出逆變器所需的輸入電壓信號和，然后經SVPWM模塊，得到整流器的開關信號，最終控制整個整流橋。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法，其特征在于：包括三相PWM整流電路、直接功率控制、滑模變結構控制和PWM脈寬調制四個部分。

【技術特征摘要】
1.一種滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法，其特征在于：包括三相PWM整流電路、直接功率控制、滑模變結構控制和PWM脈寬調制四個部分。2.如權利要求1所述的滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方法，其特征在于所述三相PWM整流電路由六個IGBT開關管組成的橋式整流電路，采用PWM控制開關管的通斷。3.如權利要求1所述的滑模變結構的PWM整流器直接功率控制方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓會義，
申請(專利權)人：韓會義，
類型：發明
國別省市：遼寧,21