三相PWM整流器啟動沖擊的抑制
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三相PWM整流器具有直流電壓可控、功率因數(shù)高、網(wǎng)側(cè)電流畸變小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于新能源發(fā)電、電動汽車充放電站等領(lǐng)域。目前常用的三相整流器控制策略有基于d，q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的直(間)接電流PI控制，基于反饋線性化的三相PWM控制法，三相PWM整流器的H∞魯棒控制等。其中，基于d，q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的直接電流PI控制結(jié)構(gòu)清晰、實現(xiàn)簡單，響應(yīng)速度快，且設(shè)計步驟可參考傳統(tǒng)的PI設(shè)計經(jīng)驗，得到了廣泛應(yīng)用。直接電流PI控制應(yīng)用于三相整流器時，會在啟動時導(dǎo)致較大的沖擊電流，增加了功率器件的電流應(yīng)力，對器件選型及工作可靠性產(chǎn)生了很大影響。
針對三相PWM整流器的啟動沖擊問題，這里介紹了啟動瞬間PI控制器的調(diào)節(jié)過程，建立了系統(tǒng)的動態(tài)模型，在此基礎(chǔ)上給出了沖擊電流峰值的計算公式，指出了產(chǎn)生啟動沖擊的原因和影響因素，分析了PI參數(shù)對沖擊電流大小的影響，并提出了一種新型軟啟動算法，通過仿真和實驗驗證了理論分析的可行性。
2 三相PWM整流器控制與建模
三相PWM整流器的主電路拓撲為三相半橋電壓源型變換器(VSC)，如圖1所示，主要由LCL濾波器、三相橋臂及直流側(cè)電容組成。
忽略R，經(jīng)d，q坐標(biāo)變換，系統(tǒng)狀態(tài)方程為：
Ldid／dt=ud-ed， Ldiq／dt=uq-eq (1)
式中：ud，uq分別為橋臂電壓d，q軸分量；L為Lg和Lt之和；id，iq分別為有功、無功電流分量；ed，eq分別為電網(wǎng)電壓d，q軸分量。
圖2示出系統(tǒng)的控制框圖。當(dāng)整流器正常工作時，將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸與電網(wǎng)電壓矢量進行同步。此時eq=0，初始條件下uq=0。假定誤差及擾動均較小，則根據(jù)式(1)可知在啟動過程中iq不會產(chǎn)生沖擊。因此，在單位功率因數(shù)狀態(tài)下，ed和ud是影響系統(tǒng)啟動沖擊的關(guān)鍵因素。
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