功率因數(shù)閉環(huán)控制的PWM整流器設(shè)計
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三相整流器的控制應(yīng)該達到如下要求：1）直流端電壓穩(wěn)定；2）線電流正弦；3）功率因數(shù)可控。整流器直流電壓的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)交流側(cè)電流實現(xiàn)的。根據(jù)三相坐標(biāo)系下整流器的數(shù)學(xué)模型，由電流正弦和功率因數(shù)的要求，設(shè)給定電流為：
(2) 式中 為電壓復(fù)制給定； 代表A，B，C三相。在理想狀態(tài)下，忽略線路損耗、電流電壓正選對稱，且直流端電壓恒定的情況下，根據(jù)功率平衡的原則有：
(3) 式中 為相電壓幅值； 為設(shè)定功率因數(shù)。所以：
(4)一般地，對直流電壓得調(diào)節(jié)是用PI調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)的。為了能起到調(diào)節(jié)直流端電壓的作用，線電流幅值的給定還要加上直流端電壓實際值和給定值差值的比例譏諷調(diào)節(jié)值，即：
(5)本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/191945.htm3. 主電路設(shè)計
主電路拓?fù)湟呀?jīng)在圖1中給出，對主電路的設(shè)計主要是指對主電路中儲能元件，即交流側(cè)電感和直流側(cè)電容參數(shù)的選擇。
交流側(cè)電感的選擇需滿足以下3 點要求[2]：①電感上壓降盡可能小，一般不大于電源額定電壓的30 %；②在一個開關(guān)周期內(nèi)交流側(cè)電流的最大超調(diào)量盡可能小，一般小于交流側(cè)額定電流的10 %；③交流側(cè)電流THD（total harmonic distortion 電流畸變率）盡可能小，一般規(guī)定一個上限，本文中定為交流側(cè)額定電流的5 %。
直流電容的選擇是三相PWM整流電路設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié),選擇的是否合適將直接影響系統(tǒng)的特性及安全性。由參考文獻[ ]直流側(cè)電容的取值范圍為：
(6)
根據(jù)以上結(jié)論[3]，確定的主電路參數(shù)為：
La=Lb=Lc=2mH；
Ra=Rb=Rc=2Ω；
Cd=1000μF;
Vdc=400V；
交流電源為三相Sm=220V；
直流側(cè)負(fù)載RL=50Ω。
4. 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖2所示，可視為公率因數(shù)、交流電流串級雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中電流反饋和電流跟蹤控制器構(gòu)成內(nèi)環(huán)[1]，利用電流跟蹤控制控臺響應(yīng)好，跟蹤精度高，魯棒性強，瞬時響應(yīng)無直流偏移量等優(yōu)勢，保證交流電流嚴(yán)格復(fù)現(xiàn)三相參考電流。外環(huán)則由公率因數(shù)反饋和功率因數(shù)控制器構(gòu)成，使系統(tǒng)在設(shè)定的功率因數(shù)下工作達到消除無功功率的目的。
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