PWM整流器双闭环控制文献

PWM整流器是一种电子设备，它利用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术，将交流（AC）电转换为直流（DC）电。三相PWM整流器在工业中扮演着重要角色，因为它可以提高电能转换效率，减少谐波干扰，并且能够实现能量的双向流动。双闭环控制是指在控制系统中使用两个控制环路，通常包括一个内环和一个外环，以便提供更精确的控制效果。 在构建三相PWM整流器的数学模型时，首先要考虑到电路的基本元件，比如交流侧的电感、电阻、直流输出电容，以及由全控开关器件和续流二极管组成的三相全桥电路。这些电路元件的特性对于建立准确的数学模型至关重要。另外，三相电源电压应假设为平衡的正弦波，电感线性且不饱和，这是建立模型的基础假设条件。 PWM整流器的控制系统设计中，双闭环控制策略是核心部分。双闭环控制通常包括电压环和电流环。电压环通常作为外环，它主要负责维持直流侧电压在设定值附近，而电流环作为内环，确保输入电流按期望的波形和相位流动。这种控制结构的设计思路主要来源于逆变电路中的SPWM控制技术，可以有效减小输入电流的谐波含量，提高功率因数，并可使整流器工作在恒流模式下。 采用d-q坐标变换的方法可以将复杂的非线性系统转换为更易分析和控制的线性系统。PARK变换是将三相系统转换到两相同步旋转的d-q坐标系的一种常用方法。通过这种变换，可以简化控制算法的设计过程，方便控制器参数的确定。d轴定向于电网电压矢量是一种常见的控制策略，目的是为了实现更好的系统动态性能和稳定性。 SIMULINK是MATLAB软件中的一个模块化环境，用于模拟动态系统的系统级建模、仿真和多领域设计。通过使用SIMULINK，工程师可以创建包含数字控制器和模拟组件的混合系统模型，并对这些模型进行仿真。在本文中，作者利用SIMULINK工具箱对三相PWM整流器及其双闭环控制方法进行了仿真验证，结果表明，该模型和控制方法是有效的。这说明了SIMULINK仿真可以作为一种有效的工具来设计和测试PWM整流器的控制策略。 整个研究过程涉及了电路分析、数学建模、控制理论、信号处理以及仿真技术等多个学科领域，展示了跨学科知识的综合应用。通过这些知识的应用，可以实现对PWM整流器的精确控制，确保电能转换过程的高效、稳定和可靠。同时，由于双闭环控制的内在优势，研究还指出了其在提高控制性能、简化控制结构和实现过载保护方面的优势。这对于电力电子设备的优化设计具有重要的指导意义。