基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制

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摘要三电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点, 适合于中压大容量的应用场合。通过分析PWM整流器的数学模型建立了三电平PWM整流器矢量控制系统, 根据空间矢量PWM和载波PWM的本质联系, 以及选择冗余矢量的本质含义, 提出了一套基于零序分量注入的多电平变换器PWM算法。根据所选择控制目标的不同, 注入最优零序分量, 该算法避开了寻找合成矢量和作用时间的复杂计算, 对多电平系统具有通用性。本文将其应用于三电平PWM整流器控制系统中, 实验结果验证了该算法的可行性, 整流器在单位功率因数运行的同时, 实现电容中点电压平衡, 降低了开关损耗。

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关键词 ：三电平, PWM整流器, 目标优化, 多电平PWM算法, 零序电压

Abstract：Three-level PWM rectifier is featured with unity power factor, bidirectional power flow and suitable for medium voltage and high power applications. In this paper, the vector control scheme is applied to the rectifier by establishing its mathematical model. Based on the relationship between space vector PWM and carrier-based PWM, a novel PWM algorithm with zero-sequence voltage injection is presented by considering the essence of redundant switching states. An optimized zero-sequence voltage is chosen according to different control objective. Complex calculations for vector selection and time duration are avoided by using the proposed algorithm, which is also universal for multi-level converters. Experimental results validate the effectiveness of the algorithm. The rectifier works with unity power factor while balancing the capacitor voltage and reducing the switching losses.

Key words： Three-level PWM rectifier object optimization multi-level PWM algorithm zero-sequence voltage

收稿日期: 2008-01-18 出版日期: 2014-02-12

PACS:

TM46

基金资助:国家自然科学基金资助项目(50677033)

作者简介: 原熙博男, 1982年生, 博士研究生, 主要从事中压大容量变换器、异步电机、永磁电机控制和风力发电方面的研究。李永东男, 1962年生, 教授, 博士生导师, 主要从事高性能、大容量、全数字化交流电机控制系统的理论和应用研究。

引用本文:

原熙博, 李永东, 王琛琛. 基于零序分量注入的三电平PWM整流器目标优化控制[J]. 电工技术学报, 2009, 24(3): 116-121. Yuan Xibo, Li Yongdong, Wang Chenchen. Object Oriented Optimal Control Method for Three-Level PWM Rectifier by Zero-Sequence Voltage Injection. Transactions of China Electrotechnical Society, 2009, 24(3): 116-121.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2009/V24/I3/116

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