单相PWM 整流器两矢量有限集模型预测电流控制
2021-08-05陈津辉李桂虎张清华
电源学报 2021年4期
关键词:实验
韩 坤,陈津辉,李桂虎,张清华
(1.中车青岛四方车辆研究所有限公司,青岛 266031;2.西南交通大学电气工程学院,成都 611756)
电力牵引传动系统作为高速列车的核心动力单元,主要由牵引变压器、牵引变流器、牵引电机和齿轮箱组成。牵引变流器主要由单相脉宽调制PWM(pulse width modulation)整流器和三相PWM逆变器组成[1]。与传统二极管或相控整流电路相比,单相PWM 整流器具有功率因数高、网侧电流谐波小和能量可双向流动等优点,并在光伏并网系统、静止无功补偿器、不间断电源以及列车牵引传动系统等领域得到广泛应用[2-3]。单相PWM 整流器的控制目标主要包括网侧单位功率因数、输入电流正弦化、输出电压稳定以及较快的动态响应。
目前单相PWM 整流器常见的控制方法包括电流控制和功率控制[2],主要为瞬态电流控制[3-4]、电压定向控制[5-6]和直接功率控制[7]等。瞬态电流控制对网侧电流瞬时值进行实时控制,保证每一时刻网侧电流跟踪参考给定,其思路简单且易于实现,然而由于内环控制器通常采用P 或PI 控制器,无法实现交流信号的无差调节;电压定向控制也即dq 电流解耦控制,通过在同步旋转坐标系下将网侧电流分解为有功分量和无功分量,并采用2 个PI 控制器分别进行调节,该方法可以使网侧电流无稳态误差,但较多的PI 控制器使参数整定过程更加复杂,且导致系统动态响应较慢;直接功率控制以整流器瞬时有功功率和无功功率为控制目标,通过控制有功功率调节直流侧电压,控制无功功率调节网侧功率因数,多适用于多模块电力电子装置串、并联的应用场合[8]。……
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