马庆安 李群湛 邱大强 徐英雷 张丽艳

（西南交通大学电气工程学院 成都 610031）

1 引言

静止变流器大量用于变速驱动、不间断电源、光伏电池及电池储能系统等[1]。变流器的控制目标是维持直流侧电压恒定，使谐波电流含量尽量小，且功率因数接近1[2-6]。从控制角度讲，AC-DC 变流器是非线性、综合系统[6]，其控制策略值得研究。

目前已有很多控制方法用于单相变流器的控制[2-6]。滞环控制实现简单、鲁棒性强、暂态响应迅速，但开关频率不固定，造成频谱分布广泛，而恒频的滞环控制则失去了计算的简单性[7]；滑模控制响应迅速，鲁棒性强，其缺点在于确定滑模面的困难性和有限频率下的抖动性[8]；最少拍控制暂态响应迅速，但对系统参数比较敏感[9]；模糊控制缺乏有效的分析设计工具[10]；单周期控制简单、频率恒定、响应迅速，但轻载、空载时系统不稳定，而各种改进方案增加了控制系统的复杂性[11]；基于无源性网络的方法对负荷变化非常敏感[12]。文献[2]对以上几种控制方法进行了对比分析。

三相变流器直接功率控制以其结构简单、动静态特性好等优点得到了广泛研究[13-19]，然而单相AC-DC 变流器使用直接功率控制的文献非常少。文献[20]基于直接功率控制设计实现了单相变流器控制器，但内环使用了滞环电流控制方法。滞环电流控制方法开关频率不固定，造成谐波频谱分布广泛，且开关设备损耗不确定[21]。

针对以上控制方法存在的问题和缺陷，本文提出了单相电压型AC-DC 变流器的直接功率控制方法，并针对采样电压误差提出补偿措施。……