三相PWM整流器雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器的新型設(shè)計(jì)

　　根據(jù)系統(tǒng)仿真參數(shù)，取整流器放大倍數(shù)K = udc / 2= 150 ，分別代入式(4) 、(5) 得到Kip = 0. 1 ， KiI = 150 。

　　圖(6) 為電流調(diào)節(jié)器的波特圖。在頻率為50 Hz處，幅值變化0 . 025 dB ，相位滯后0. 51 deg ，幅值和相位的變化量都很小，證明電流內(nèi)環(huán)PI 調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)合理。

　　根據(jù)式(4) 及所給的仿真參數(shù)，得到K1 = 5. 833 ， TP =0. 0225 ，將ε= 0. 707 代入式(7) ，得到KuI = 2. 13 ，則KuP = TP KuI = 0. 048 ，圖7 為電壓外環(huán)PI 調(diào)節(jié)器的波特圖，從圖中可以看出，在50 Hz時(shí)，電壓外環(huán)的帶寬為12 Hz ，相角裕度γ= 42. 1°，工程上一般認(rèn)為30°≤γ≤70°時(shí)，控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能，滿足要求。

圖6 電流調(diào)節(jié)器波特圖

圖7 電壓調(diào)節(jié)器波特圖

　　3. 2 　PWM整流器的仿真

　　在0. 6 s時(shí)，負(fù)載電流發(fā)生突變，由圖7 中得到，負(fù)載電流發(fā)生突變時(shí)超調(diào)量σ % = 0. 43 % ，超調(diào)量很小，恢復(fù)時(shí)間tv = 170 ms ，恢復(fù)時(shí)間很短，其他情況下直流電壓很穩(wěn)定。由圖8 得到，網(wǎng)側(cè)電流在負(fù)載波動(dòng)后，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。圖9 為網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的仿真結(jié)果，可以看出，其功率因數(shù)達(dá)到了1 ，負(fù)載電流突變后功率因數(shù)經(jīng)過瞬間的波動(dòng)仍能達(dá)到1 。仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。

圖8 　直流輸出電壓仿真結(jié)果

圖9 網(wǎng)側(cè)電壓電流的仿真結(jié)果

圖10 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的仿真結(jié)果

　　4 　結(jié)束語(yǔ)

　　本文在分析三相PWM 整流器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了具有前饋解耦控制的PWM 控制系統(tǒng)，分別根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)了PI 調(diào)節(jié)器的參數(shù)。該設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易行，仿真結(jié)果表明系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，驗(yàn)證了這種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性和正確性。