VIENNA整流器PI滑模混合控制与晶闸管软启动研究
2021-03-22肖蕙蕙贺梧童
重庆理工大学学报(自然科学) 2021年2期
关键词:系统
肖蕙蕙,兰 蔚,郭 强,贺梧童
(1.重庆理工大学 电气与电子工程学院,重庆 400054;2.重庆理工大学 能源互联网工程技术研究中心,重庆 400054)
传统的二极管不控整流电路以及晶闸管相控整流电路由于其元件的非线性特性,在使用时会向电网中注入大量谐波以及无功功率,对电网造成严重的“谐波”污染,降低电网电能质量和电能利用率[1-3]。而三相三电平VIENNA整流电路能够主动治理电网的“谐波”污染,提高电网电能质量以及实现功率因数校正,其具有功率因数高、输入电流谐波含量小、开关应力低、无需死区设置以及开关
器件少等优点,适合在大功率场合应用,是一种极具发展前景的三电平PFC拓扑结构[4-6]。基于上述优点,VIENNA整流器受到国内外学者的广泛关注,已被应用在航空电源、电动汽车充电机、风力发电、不间断电源等领域[7-10]。
目前,电压源型PWM整流器大多采用电压外环、电流内环的PI双闭环控制策略[11-14]。PI双闭环控制虽然结构简单、稳定性好,但控制作用总是滞后,且比例和积分环节系数的设计与系统参数有关,故传统PI控制系数难以设计和调节且较难达到理想的控制效果,以致影响系统的动态性能和鲁棒性[15-16]。由于滑动模态对系统结构、内部参数以及外部干扰三者的不确定性具有很强的鲁棒性[17-18],将滑模控制应用到VIENNA整流器中,其对被控对象的数学模型要求不高,对内部参数变化和外界干扰不敏感,使得整个系统响应速度快、抗干扰性强以及鲁棒性强。此外,针对整流器在启动过程中冲击电流过大的问题,传统的解决方法是在整流器主拓扑中串入限流电阻,以二极管不控整流的方式对直流母线电容进行预充电[19]。……
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