三相電壓型單位功率因數整流器的新型間接電流控制方案

摘要：基于三相電壓型PWM整流器主電路參數和控制參數間的穩(wěn)態(tài)關系，提出一種新的間接電流控制方案。該方案不需檢測電源電壓，因而使得硬件和成本都得到減少。最后通過仿真驗證了該方案。

關鍵詞：三相整流器；功率因數校正；間接電流控制

圖1三相電壓型整流器主電路拓撲

1引言

三相電壓型PWM整流器的控制方式可分為直接電流控制和間接電流控制。間接電流控制[1]又稱幅值相位控制(PAC)，它對PWM整流器輸入電流進行開環(huán)控制。盡管間接電流控制的動態(tài)響應不及直接電流控制，但由于它開關機理清晰，不需要電流傳感器和電流控制回路，故控制簡單，所需成本低，因而在對PWM整流器動態(tài)性能要求不太高時，PAC控制仍有一定的應用場合。本文將提出一種新的間接電流控制方案。

2傳統(tǒng)的控制方案[1]

三相電壓型PWM整流器主電路見圖1。圖中Vi、Vpi、Li(其中i=a,b,c)分別是三相輸入電源電壓、整流器輸入端電壓、輸入電感，R為負載電阻，C為輸出濾波電容。假定三相電路系統(tǒng)參數完全對稱且開關管均是理想的,不計輸入電阻。

間接電流控制是一種基于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型的控制策略。傳統(tǒng)的PAC控制所依賴的靜態(tài)數學模型是三相靜止坐標系下的低頻數學模型，參見式（1）[2]：（1）

圖2傳統(tǒng)的PAC控制方案

圖3單相基波相量圖

式中：ω為電網角頻率；

mi（i=a,b,c）為三相調制比；

Im為單位功率因數時輸入電流基波幅值；

L=La=Lb=Lc。

在間接電流控制中是不檢測電流的，故式(1)中的Im應視作控制信號Im＊，在穩(wěn)態(tài)時Vo即為Vref，于是由式(1)即產生了如圖2所示典型的控制方案。