李明辉,贾文超,谢世康

(长春工业大学 电气与电子工程学院,吉林 长春　130012)



三相电压型PWM整流器的建模方法

李明辉,贾文超,谢世康

(长春工业大学 电气与电子工程学院,吉林 长春130012)

摘要整流器模型建立直接影响控制策略,通常系统采用基尔霍夫定律和拉格朗日方程建立数学模型,其状态变量间存在耦合。文中针对开关函数描述的数学模型为非线性且控制器设计困难的特征,采用开关周期平均法建立系统平均模型,分离扰动得到稳态模型和线性时不变的小信号模型。结果表明,小信号模型较传统模型更有利系统控制器的设计。

关键词PWM整流器;开关函数;非最小相位;小信号模型

谐波和无功功率已成为电网的两大公害,绝大多数变流器的前端电路是整流器,整流器的工作状态直接影响电网的谐波和无功功率的大小。所以,整流器的谐波抑制和功率因数提高问题是治理电网污染的重点[1-6]。由于三相PWM整流器开关模型的非线性,时变性给电压外环和电流内环控制器的设计带来了较大不便,系统控制策略直接影响系统的动静态性能及鲁棒性[7]。

本文在理论分析的基础上,采用3种方法对三相电压型PWM整流器进行建模。首先采用基尔霍夫定律和拉格朗日方程建立系统数学模型。系统的数学模型普遍存在“负调现象”[6],对非最小相位系统进行研究,然后采用开关平均周期法建立PWM整流器的开关平均模型,再通过分离稳态分量和小信号扰动量分别得到稳态模型和两相旋转坐标下的相电压和相电流的解耦线性化动态小信号模型。……