基于三相电压型PWM整流器的间接电流控制方案

三相电压型PWM整流器的控制方式可分为直接电流控制和间接电流控制。尽管间接电流控制的动态响应不及直接电流控制，但由于它开关机理清晰，不需要电流传感器和电流控制回路，所以PAC控制仍有一定的应用场合。间接电流控制[1]又称幅值相位控制(PAC)，它对PWM整流器输入电流进行开环控制。 【三相电压型PWM整流器的间接电流控制】是一种广泛应用的电力电子技术，主要针对三相电压型PWM整流器的控制策略。在选择控制方式时，有直接电流控制和间接电流控制两种方法。直接电流控制具有更快的动态响应，但需要复杂的电流传感器和电流控制回路，而间接电流控制，又称幅值相位控制（PAC），则通过开环控制PWM整流器的输入电流，简化了控制机制，减少了硬件成本。 在传统的PAC控制方案中，控制策略基于三相静止坐标系下的低频数学模型。这种控制依赖于稳态模型，通常采用的是单位功率因数下的控制，即φ=0°。在这种情况下，调制比m和调制角δ的关系由系统参数（如电网角频率ω、输入电感L、负载电阻R等）决定，可以通过数学方程（2）和（3）来计算。电压传输比Gv是另一个关键参数，它与调制比m及输入电源电压有关。 文章提出了一种改进的PAC控制方案，该方案仅检测直流输出电压，从而简化了控制电路。在单位功率因数下，调制比m仅与电压传输比Gv和系统参数有关。通过电压调节环路，即使输入交流电压变化，也能保持输出电压稳定，从而自动调整调制比以满足系统要求。仿真结果表明，新方案能有效工作，并且与理论分析一致。 采用Saber5.1进行的仿真验证了该控制方案的可行性。在特定的系统参数下（如三相输入端基波相电压的幅值Vm=311V，输入电感L=5mH，输出滤波电容C=1000μF，负载电阻R=15Ω，开关频率20kHz，输出电压600V），仿真波形显示了良好的性能，调制比m和调制角δ与预期相符。 这种新型PAC控制方案简化了控制策略，降低了硬件成本，且无需检测输入电压，提高了系统的实用性和经济性，适用于多种应用场合。这种控制方法体现了PAC控制的优势，即在牺牲部分动态响应速度的同时，换取了更简洁的控制结构和更低的系统复杂度。