李景灏 吴爱国

基于离散趋近律与无差拍双闭环结构的单相LCL型PWM整流器控制策略

李景灏 吴爱国

（天津大学电气自动化与信息工程学院 天津 300072）

对于单相LCL型PWM整流器，传统双闭环控制以PI控制为电压外环，电流内环常采用以变换器侧电流为受控量的无差拍控制。该方案存在两个问题：①电压外环的积分器会限制系统动态性能；②无法精确实现网侧单位功率因数。为此，该文提出一种以离散趋近律控制为电压外环、以改进无差拍控制为电流内环的双闭环控制策略。对于电压外环，该文推导网侧半波电流峰值与该半波周期内直流侧电压增量之间的数学关系，在此基础上提出一种离散趋近律控制策略。对于电流内环，提出一种以网侧电流和变换器侧电流的加权和为受控量的改进无差拍算法，并给出实现精确单位功率因数所需的电流参考值。该文还讨论网侧电流欠阻尼振荡引起的电流过冲问题，并提出解决方法。仿真和实验结果表明，所提双闭环控制显著改善了系统动态性能，且实现了精确网侧单位功率因数。

单相PWM整流器 LCL型滤波器 离散趋近律 无差拍控制 欠阻尼振荡

0 引言

与传统的不控整流器和相控整流器相比，PWM整流器具有网侧接近单位功率因数、谐波注入少、可实现能量流动的双向控制等优点，已经广泛应用于不间断电源、铁路功率调节器、光伏发电等领域。在一些应用场合，对PWM整流器的动态性能有较高要求。为此，已有不少文献对PWM整流器的先进控制算法进行了研究，以期在不改变主电路参数设计的情况下实现系统动态性能的改善。……