三相電壓型PWM整流器直接功率控制調(diào)制機(jī)制

1、第30卷 第3期 2010年1月25日 中 國 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào)Proceedings of the CSEE Vol.30 No.3 Jan.25, 2010 ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng.35文章編號(hào)：0258-8013 (2010) 03-0035-07 中圖分類號(hào)：TM 46 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 學(xué)科分類號(hào)：470·40三相電壓型PWM整流器直接功率控制調(diào)制機(jī)制陳偉，鄒旭東，唐健，黃朝霞，李芬，吳振興，鄒云屏(華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，湖北省 武漢市 430074)DPC Modulation Mechanism of Three-

2、phase Voltage Source PWM RectifiersCHEN Wei, ZOU Xu-dong, TANG Jian, HUANG Zhao-xia, LI Fen, WU Zhen-xing, ZOU Yun-ping(College of Electrical & Electronic Engineering，Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074, Hubei Province, China)ABSTRACT: The instantaneous power mathematical

3、model of three-phase voltage-source pulse-width-modulation (PWM) rectifiers was introduced in this paper. In the vector-space, the influence on instantaneous power exercised by all the six power switches were studied and illustrated separately. The entire vector-space has been divided into 18 non-fi

4、xed sectors, by which a novel and generic switching-vector-table was proposed to research the modulation mechanism of direct-power-control (DPC). This method can not only tackle the defects of the traditional method for reactive power control then make a better steady-state and dynamic performance,

5、but also give an explanation of the shortcomings of the other switching tables. Simulations and experiments with different switching tables were carried out. The correctness and feasibility of the proposed control scheme was verified by the simulating and experimental tests.KEY WORDS: PWM rectifier;

6、 instantaneous power theory; direct power control; switching vector table; modulation mechanism摘要：根據(jù)三相電壓型脈寬調(diào)制(pulse width modulation，PWM)整流器的瞬時(shí)功率數(shù)學(xué)模型，在矢量空間中分別研究每個(gè)開關(guān)矢量對(duì)瞬時(shí)功率的不同影響，給出相應(yīng)的作用圖，并由此將整個(gè)空間重新劃分為18個(gè)非固定扇區(qū)，提出一種新的具有通用性的開關(guān)矢量表，在此過程中探究直接功率(direct power control，DPC)控制的調(diào)制機(jī)制。這種新的開關(guān)矢量表不僅可以克服傳統(tǒng)開關(guān)表對(duì)無功功率控制上的

7、缺陷，獲得更好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)控制效果，而且可以對(duì)其他開關(guān)表的不足進(jìn)行一定的解釋。文中通過不同開關(guān)表的控制系統(tǒng)對(duì)比仿真與實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了各項(xiàng)結(jié)論的正確性和實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：PWM整流器；瞬時(shí)功率理論；直接功率控制；開關(guān)表；調(diào)制機(jī)制基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50777026)。Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50777026)0 引言直接功率控制是對(duì)三相電壓型脈寬調(diào)制(pulse width modulation，PWM)整流器的瞬時(shí)功率進(jìn)行快速控制的一種有效方法。直接功率(direct powe

8、r control，DPC)控制系統(tǒng)的控制對(duì)象中不僅含有交流側(cè)電流的信息，還含有電網(wǎng)電壓的信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變換器與電網(wǎng)交換的有功功率和無功功率進(jìn)行快速高效地控制1，同時(shí)，DPC還有算法簡單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、不受坐標(biāo)變換影響等特點(diǎn)，特別適合于有源電力濾波器、背靠背電力變換和電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的整流器等對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求很高的應(yīng)用場合，能充分發(fā)揮三相電壓型PWM整流器的網(wǎng)側(cè)電流低諧波、高功率因數(shù)、能量雙向流動(dòng)及恒定直流電壓控制等優(yōu)勢2。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)PWM整流器的直接功率控制進(jìn)行了卓有成效的研究3-8。傳統(tǒng)采用滯環(huán)比較器的DPC控制系統(tǒng)中，開關(guān)矢量表是核心，對(duì)控制效果的影響最為明顯。絕大多數(shù)文獻(xiàn)中的DPC控制均

9、采用了文獻(xiàn)9提出的空間劃分方法和開關(guān)表，但對(duì)其調(diào)制機(jī)制，各文獻(xiàn)中要么未做分析，要么僅利用空間矢量圖進(jìn)行大致的定性分析。本文根據(jù)瞬時(shí)功率理論，在推導(dǎo)兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的功率數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過分析開關(guān)函數(shù)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的表達(dá)式，研究每個(gè)開關(guān)矢量在矢量空間中對(duì)有功功率和無功功率的作用，給出三相電壓型PWM整流器DPC調(diào)制機(jī)制的數(shù)學(xué)分析，得到一種新的空間劃分方法，并基于這種空間劃分方法推導(dǎo)一套嚴(yán)格符合矢量作用的新開關(guān)表。將這種新開關(guān)表與傳統(tǒng)開關(guān)表及其他文獻(xiàn)中優(yōu)化后的開關(guān)表進(jìn)行對(duì)比可發(fā)現(xiàn)， 采用其他開關(guān)表的DPC控制效果都可以從中得到一36 中 國 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào) 第30卷定的解釋。通過一系

10、列對(duì)比仿真和實(shí)驗(yàn)分析可知， 采用這種新的空間劃分方法和新型開關(guān)矢量表的直接功率控制系統(tǒng)獲得了很好的有功、無功功率控制效果，提高了穩(wěn)態(tài)交流電流波形，從而驗(yàn)證了本文對(duì)三相PWM整流器DPC調(diào)制機(jī)制分析的正確性。函數(shù)。為了簡化分析，考慮額定工作情況，忽略一些相對(duì)較小的量，可以得到有功、無功功率變化率的表達(dá)式12-14：1 基于滯環(huán)控制器的DPC調(diào)制機(jī)制1.1 基于瞬時(shí)功率的dq坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型三相電壓型PWM整流器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中：usa、usb、usc分別為三相電網(wǎng)的相電壓；L為交流側(cè)電感；ia、ib、ic分別為變換器的交流電流；udc為直流側(cè)電容上的電壓；iL為負(fù)載電流。根據(jù)三相瞬

11、時(shí)功率理論，系統(tǒng)的瞬時(shí)有功功率p和無功功率q在兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中可計(jì) 算10得p=usdid+usqiqq=uiui (1)sqdsdq式中：usd、usq分別為電網(wǎng)電壓矢量在d、q軸上的投影分量；id、iq分別為交流電流矢量的d、q軸分量。LusdLusddp=Sdudc+usddt(3)dq=Squdcdt根據(jù)式(3)，功率變化率的大小與dq坐標(biāo)系下的開關(guān)函數(shù)Sd、Sq有關(guān)，需要對(duì)它們進(jìn)行定量分析：22coscos()cos()+StStStabcSd33Sq22SasintSbsin(t)Scsin(t+)33(4)式中Sa、Sb、Sc分別為三相ABC坐標(biāo)系下的變換器開關(guān)函數(shù)。其取值為

12、Sx=1,uxN=udc，x=a,b,c0,uxN=0將上面的三相開關(guān)函數(shù)代入式(4)，可以得到各開關(guān)矢量對(duì)應(yīng)的有功、無功開關(guān)函數(shù)，如表1所示。表1 有功、無功開關(guān)函數(shù)表達(dá)式Tab. 1 Expressions of active and reactiveswitching-function開關(guān)函數(shù) V1(100)SdtSqt圖1 三相電壓型PWM整流器拓?fù)銯ig. 1 Topology of three-phase voltage-sourcePWM rectifiersV2(110)V3(010) V4(011) V5(001) V6(101) V0/V71t)31t)3t) 3t2t)3

13、t一般情況下，三相電網(wǎng)基本平衡，可以忽略u(píng)sq。以有功、無功功率為狀態(tài)變量的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的整流器數(shù)學(xué)模型11為pq+uudcsdt+)31t+)3t+) 31t+)30 0100Lus2d100usqusd (2)Liu1Lsd00C式中Sd、Sq分別為d、q坐標(biāo)系下的變換器開關(guān)1.2 三相開關(guān)矢量對(duì)有功功率的作用研究根據(jù)式(3)，分析各矢量對(duì)于有功功率控制的影響，以開關(guān)函數(shù)V1的作用為例，將相應(yīng)的Sd帶入式(3)中，得Sdutsd= udct (5) dc為恒功率坐標(biāo)變換條件下非零矢量的第3期 陳偉等：三相電壓型PWM整流器直接功率控制調(diào)制機(jī)制 37JK模長，記為|V|。JKJK由于0&

14、lt;usd/|V|<1，可以將usd/|V|看作是某量會(huì)更多一些。根據(jù)圖2，6個(gè)開關(guān)矢量的作用范圍將整個(gè)矢量空間分成了如圖3(a)所示的12個(gè)區(qū)域，且這12個(gè)區(qū)域并不相等。由式(6)可知，=/2時(shí)，udc無窮大；當(dāng)=/6時(shí)，udc接近不控整流時(shí)直流母線電壓值。這2種情況是udc的兩種極限情況，所以的取值范圍為=/6/2。當(dāng)=/2時(shí)，圖3(a)個(gè)第一象限角度的余弦值，即usdusd=cos=arccos (6) |V|V|將式(6)代入式(5)得Sdtcos)=t+tsin22令式(7)等于0，構(gòu)造方程如下：(7)可以簡化為如圖3(b)所示的6扇區(qū)圖。1Sdt+tsin=0 (8)22V

15、1t=和t=是式(8)的2個(gè)根。當(dāng)sin(t+)/2與sin(t)/2異號(hào)時(shí)，式(7)為正值，有功變化率為負(fù)數(shù)，此時(shí)有功功率減??；當(dāng)2者同號(hào)時(shí)，有功功率增加。所以，V1對(duì)有功功率的作用將矢量空間分成不相等的2個(gè)區(qū)域，且2區(qū)域的分界線也是不固定的，其他矢量的作用也可以用相同的方法推導(dǎo)得出。各矢量對(duì)有功功率作用的方向區(qū)域如圖2所示，兩區(qū)域的分界線為usd(9) t=(k1)±=(k1)±arccos33|V|式中k為非零矢量編號(hào)。(a)=(1/61/2) (b)= /2V5圖3 開關(guān)矢量對(duì)有功功率作用的區(qū)域劃分總圖Fig. 3 Illustration of general a

16、reas in vector-space divided by three-phase switching vectors effect to active power1.3 三相開關(guān)矢量對(duì)無功功率的作用研究根據(jù)表1，將各個(gè)開關(guān)矢量對(duì)應(yīng)的Sq表達(dá)式代入式(3)之中，并令無功功率的變化率為正和為負(fù)，分別構(gòu)造不等式，可得到在不同扇區(qū)中無功功率變化率的符號(hào)。根據(jù)開關(guān)矢量對(duì)無功功率的作用，每個(gè)開關(guān)矢量都將矢量空間分成相等的2個(gè)區(qū)域，如1 2 34 5 圖中陰影部分為增加有功功率，非陰影部分為減少有功功率圖2各三相開關(guān)矢量對(duì)有功功率作用的矢量空間區(qū)域圖Fig. 2 Illustration of are

17、as in vector-space divided by three-phase switching vectors effect to active power圖4 各三相開關(guān)矢量對(duì)無功功率作用的矢量空間區(qū)域圖 Fig. 4 Illustration of areas in vector-space divided by three-phase switching vectors effect to reactive power圖中陰影部分為增加有功功率，非陰影部分為減少有功功率由圖2可知，同一個(gè)開關(guān)矢量對(duì)有功的增、減調(diào)節(jié)能力是不同的。dp/dt的最小值為(dc+ usd)usd/L，而最

18、大值為dc+usd)usd/L，故開關(guān)矢量增加有功功率的能力強(qiáng)，減小的能力弱些。同時(shí)，進(jìn)行增加有功的調(diào)節(jié)時(shí)，可選的開關(guān)矢綜合來看，與對(duì)有功功率不同，開關(guān)矢量對(duì)無功功率作用方向的分界線為三相靜止坐標(biāo)系A(chǔ)BC軸，且同一個(gè)非零開關(guān)矢量對(duì)于無功的最大增、減調(diào)節(jié)能力是對(duì)稱的。根據(jù)不同矢量對(duì)無功功率的作用方向，可把整個(gè)矢量空間分成基本相等的6個(gè)扇38 中 國 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào) 第30卷區(qū)，如圖5所示。1 VV5 根據(jù)圖6(a)的扇區(qū)劃分方法，分析各矢量在各扇區(qū)中對(duì)功率的調(diào)節(jié)作用，可以得到表2所示的在不同扇區(qū)對(duì)有功和無功功率的作用(僅給出了V1、V2的作用，其它矢量的作用可以依此類推)。表2 開關(guān)矢量

19、在不同扇區(qū)對(duì)有功和無功的調(diào)節(jié)作用(部分)Tab. 2 Part of vectors effect to active andreactive power in variable sectors扇區(qū) 1 2 2-3 3 4 4-5 5 6 6-7圖5 開關(guān)矢量對(duì)無功功率作用的區(qū)域劃分總圖Fig. 5 Illustration of general areas in vector-space divided by three-phase switching vectors effect to reactive powerV1(100) + + + + + + + + + + +V2(110)+

20、+ + + P Q P Q1.4 本文提出的新空間劃分方案和通用開關(guān)表 將圖5和圖3(a)所劃分的區(qū)域進(jìn)行疊加，可得到各開關(guān)矢量對(duì)功率作用的完整區(qū)域圖，如圖6(a)所示，矢量空間被劃分成18個(gè)扇區(qū)，為上文方便比較分析，將各扇區(qū)作如圖6(a)的命名。V2V11(a) =(1/61/2) V4 V1表2中，“+”表示該矢量對(duì)功率是增加的作用；“+”表示該矢量對(duì)功率的增加作用很強(qiáng)；“”表示該矢量對(duì)功率是減小的作用。根據(jù)表2可以歸納出嚴(yán)格遵循各矢量對(duì)功率作用的通用開關(guān)表，如表3所示，Sp和Sq分別為有功和無功滯環(huán)控制器的輸出。根據(jù)表2可知，Sp=1項(xiàng)中的矢量可以有多種選擇，表3中所選的矢量其實(shí)是滿足作

21、用方向且作用力最小的開關(guān)矢量。表3 新型18扇區(qū)通用開關(guān)表(部分) Tab. 3 Part of proposed universa switching table in 18 sectorsSpSq122-3344-5 1 0 V6 1 1 V2 60 1 V1V6 V2 V1 2V6 V3 V1 V2V1 V3 1V2V1 V3 V2 3V1 V4 V2 V3表3中，帶方框的矢量是一種近似的選擇，因?yàn)楸?中該扇區(qū)沒有符合條件的矢量，只有用效果最接近的開關(guān)矢量(即帶框矢量)來代替。 1.5 分析中被忽略量的影響為了分析的簡便，式(3)中忽略了幾項(xiàng)變量，主要有：R×p/usd、Lq/

22、usd、Lp/usd、Rq/usd，若考慮正功率因數(shù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況，所有的變量均可用其給定值來代替，令q=0，再忽略交流側(cè)阻抗R，則只剩Lp/usd一項(xiàng)，該項(xiàng)主要是對(duì)無功功率的變化率研究產(chǎn)生影響。如果不忽略Lp/usd，令無功功率變化率為0，則有圖6 開關(guān)矢量對(duì)功率作用的扇區(qū)總圖Fig 6 Illustration of general areas in vector-space如果將圖5和圖3(b)所劃分的區(qū)域進(jìn)行疊加，就可以得到傳統(tǒng)的12扇區(qū)圖，如圖6(b)所示。通過上文的分析可知，傳統(tǒng)的矢量空間扇區(qū)劃分只是18扇區(qū)的一種極限情況，PWM整流器正常工作時(shí)是不可能達(dá)到的。LdqLp=Squdc

23、+=0 (10) usddtusd第3期 陳偉等：三相電壓型PWM整流器直接功率控制調(diào)制機(jī)制 39根據(jù)功率平衡，可以求出使變化率為零的Sq取值LpISq= o (11)udcusdusd式中Io為直流負(fù)載電流。忽略Lp/usd的影響由輸出負(fù)載電流Io和電網(wǎng)電壓的幅值usd共同決定，電網(wǎng)電壓的幅值越小、負(fù)載電流越大，則忽略Lp項(xiàng)的影響也越大。所以在輕載情況下，忽略該項(xiàng)的影響很小，而當(dāng)滿載時(shí)，就會(huì)有一些誤差。例如，取Io=15 A，角度誤差為M/dBt(5 ms/格)i(5A/格)Q(200 var/格) P(200 W/格)(a)電流波形0 21f/kHz (b) 頻譜分析3.39°，

24、相對(duì)誤差率不到1%(3.39/360)，所以這種分析方法在一般情況下是適用的。2 仿真研究利用Matlab/Simulink7.0仿真平臺(tái)對(duì)DPC數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，所有的信號(hào)均進(jìn)行了離散化和規(guī)格化處理。文獻(xiàn)9提出的傳統(tǒng)開關(guān)表記作SVT1，文獻(xiàn)15提出的優(yōu)化后的開關(guān)表記作圖7 采用12扇區(qū)和SVT1的電流波形和頻譜分析以及瞬時(shí)功率誤差Fig. 7 Simulation results of current waveform and powererror with traditional method SVT1(c)瞬時(shí)功率誤差M/dB0 21f/kHz(b) 頻譜分析i(5A/格)SVT

25、2，本文提出的通用開關(guān)表記為NEWSVT (表3)。將這幾種開關(guān)矢量表進(jìn)行對(duì)比分析如下：1）SVT1與NEWSVT主要區(qū)別是，在Sp=1的情況下矢量的選擇不同，甚至在Sp=1&Sq=1時(shí)SVT1全部選用的是零矢量，零矢量雖然能夠增加有功功率，但對(duì)無功的調(diào)節(jié)能力很弱，且調(diào)節(jié)方向不確定，所以過多的使用零矢量是導(dǎo)致無功功率波動(dòng)、電流波形不好的主要原因；2）SVT2所選的也是能矢量即使按照本文提出的18扇區(qū)來劃分，只是SVT2選用的矢實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的Sp和Sq要求的，量對(duì)有功功率作用強(qiáng)度比NEWSVT中相應(yīng)位置的要大一些，這種開關(guān)表的開關(guān)頻率比其它2個(gè)都要高。圖78分別為使用開關(guān)表SVT1、SVT2

26、和傳統(tǒng)的12扇區(qū)劃分方法這2種方案的電流波形和功率誤差，圖中，M為幅值，f為頻率。圖9為采用本文提出的NEWSVT開關(guān)表和18扇區(qū)劃分空間的相應(yīng)波形。由圖79中可知，SVT1方案中的無功功率誤差存在周期性波動(dòng)，已經(jīng)超出所設(shè)置的滯環(huán)環(huán)寬值，且電流波形存在較大的低次諧波分量16；SVT2方案中無功功率誤差雖然被限制在滯環(huán)環(huán)寬內(nèi)，但由于在Sp=1時(shí)選用的開關(guān)矢量的作用力過強(qiáng)，導(dǎo)致有功功率的誤差平均值為負(fù)數(shù)；本文提出的方案中，電流波形的諧波含量是最低的，瞬時(shí)有功功率的控制效果最好，無功功率也能控制在滯環(huán)環(huán)寬(設(shè)置為400 var)左右。Q(200 var/格) P(200 W/格)t(5 ms/格)(

27、a)電流波形圖8 采用12扇區(qū)和SVT2的電流波形和頻譜分析以及瞬時(shí)功率誤差Fig. 8 Simulation results of current waveform and(c) 瞬時(shí)功率誤差M/dBt(5 ms/格)f/kHz(b) 頻譜分析i(5A/格)Q(200 var/格) P(200 W/格)(a)電流波形(c)瞬時(shí)功率誤差圖9 采用本文提出的18扇區(qū)和NEWSVT的電流波形和頻譜分析以及瞬時(shí)功率誤差Fig. 9 Simulation results of current waveform and power error with proposed novel method NEW

28、SVT40 中 國 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào) 第30卷3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析本文在一臺(tái)三相PWM整流器設(shè)備上進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，設(shè)備的主電路實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表4所示。表4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)Tab. 4 Parameters of experimental systemcontrol，DCC)系統(tǒng)的三相PWM整流器系統(tǒng)的突加負(fù)載實(shí)驗(yàn)。DCC采樣頻率為9.6 kHz，2個(gè)系統(tǒng)的控制器參數(shù)盡量保持一致。對(duì)比圖12、13，從空載到2 kW突加負(fù)載，DCC系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間超過 125 ms，遠(yuǎn)大于直接功率控制的95 ms。交流電感值/mH 3 直流母線電容值/uF 4 700 開關(guān)器件(六管模塊) Infineon FS50

29、R12KT3 驅(qū)動(dòng)隔離形式光耦隔離三相電網(wǎng)輸入電壓/V 200(線電壓有效值)P usaQ iaDSP控制器 TI TMS320LF2407 功率滯環(huán)控制器環(huán)寬/VA 64圖10為使用傳統(tǒng)12扇區(qū)劃分和傳統(tǒng)開關(guān)表得到的交流側(cè)A相電壓電流波形及電流的頻譜分析圖，采樣頻率50 kHz。由圖10可以發(fā)現(xiàn)，電流波形存在明顯畸變現(xiàn)象，低次諧波的含量也比較高。圖11是同樣采樣頻率下，使用本文提出的新型空對(duì)間劃分方法及通用開關(guān)表得到的A相電流波形，比圖10，可以明顯地看出波形更加平滑，幾乎沒有圖12 從空載到2 kW突加負(fù)載時(shí)DPC系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形圖Fig. 12 Transient of the load s

30、tep change from 0 kW to 2kW in improved-DPC systemid usaiq iaTHD)畸變，總諧波畸變率(total harmonic distortion，也有明顯改善。usa ia(b) 電流頻譜分析(a)電壓電流波形圖10 采用傳統(tǒng)調(diào)制方法的A相電壓電流波形和電流頻譜分析(THD=4.176%)Fig. 10 Voltage and current waveform with its frequencyspectrum of Phase A with traditional methodusaia圖13 從空載到2 kW突加負(fù)載時(shí)DCC系統(tǒng)動(dòng)態(tài)

31、波形圖 Fig. 13 Transient of the load step change from 0 kW to2 kW in DCC system4 結(jié)論直接功率控制是一種結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、動(dòng)態(tài)控制效果理想的控制方法，非常適用于三相電壓型M/dB(a)電壓電流波形f/Hz(b) 電流頻譜分析PWM整流器的控制，它包含功率估算、滯環(huán)比較和開關(guān)表構(gòu)建3個(gè)主要部分17-18，其中又以開關(guān)表最為基礎(chǔ)、對(duì)控制效果的影響最大。為了探究開關(guān)表生成的機(jī)制以及對(duì)控制效果并不理想的傳統(tǒng)開關(guān)表進(jìn)行充分地優(yōu)化，本文從對(duì)三相PWM整流器數(shù)學(xué)模型的嚴(yán)格推導(dǎo)出發(fā)，提出一種新型的矢量空間劃分方法和新型開關(guān)表，并揭示了這種方

32、案的本質(zhì)性和通用性。本文通過詳細(xì)的仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)比測試，證明了本文從數(shù)學(xué)模型角度提出的DPC調(diào)制機(jī)制的正確性，以及新型開關(guān)矢量表和空間劃分方法在DPC圖11 采樣頻率50 kHz時(shí)采用本文提出的優(yōu)化調(diào)制方法的A相電壓電流波形和電流頻譜分析(THD=2.576%) Fig. 11 Voltage and current waveform with its frequencyspectrum of Phase A with proposed method and50 kHz sample frequency為驗(yàn)證直接功率控制在動(dòng)態(tài)性能上的優(yōu)勢，對(duì)比采用PI控制的直接電流控制(direct curre

33、nt第3期 陳偉等：三相電壓型PWM整流器直接功率控制調(diào)制機(jī)制 411530-154011 王久和，楊微，李華德功率前饋電壓型PWM整流器直接功率解耦控制J遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26(2)：238-241 Wang Jiuhe，Yang ei，Li HuadeDirect power decoupling control of three-phase boost type PWM rectifiers based on power feedforward JJournal of Liaoning Technical University，2007，26(2)：238-241(in C

34、hinese)12 Malinowski M，Marian P，Kazmierkowski，et alA comparative studyof control techniques for PWM rectifiers in AC adjustable speed drivesJIEEE Trans. on Power Electronics，2003，18(6)：1390-1396 13 Wang Jiuhe，Yin Hongren，Zhang Jinlong，et alStudy on powerdecoupling control of three phase voltage sour

35、ce PWM rectifiers CInternational Power Electronics and Motion Control Conference，China，200614 王久和，李華德，王立明電壓型PWM整流器直接功率控制系統(tǒng)J中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26(18)：54-60Wang Jiuhe，Li Huade，Wang LimingDirect power control system of three phase boost type PWM rectifiersJProceedings of the CSEE，2006，26(18)：54-60(in Chines

36、e)15 郭文勇，趙彩宏，張志豐，等電壓型超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的統(tǒng)一直接功率控制方法J電網(wǎng)技術(shù)，2007，31(9)：58-63Guo Wenyong，Zhao Caihong，Zhang Zhifeng，et alA unified direct power control method for voltage type superconducting magnetic energy storage systemJPower System Technology，2007，31(9)：58-63(in Chinese)16 王久和，李華德，楊立永設(shè)置扇形邊界死區(qū)的電壓型PWM 整流器直接功率控制J北京

37、科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27(3)：380-384Wang Jiuhe，Li Huade，Yang LiyongDirect power control of three-phase boost-type PWM rectifiers with the dead zone of sector bordersJJournal of University of Science and Technology Beijing，2005，27(3)：380-384(in Chinese)17 Zhi Dawei，Xu LieDirect power control of DFIG with consta

38、ntswitching frequency and improved transient performanceJIEEE Trans. on Energy Conversion，2007，22(1)：110-11818 Chaoui A，Gaubert J P，Krim F，et alDirect power control of shuntactive filterCEuropean Conference on Power Electronics and Applications，Denmark，2007 控制效果上取得了明顯改進(jìn)，后續(xù)將對(duì)以該方案為基礎(chǔ)的直接功率控制作進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)

39、1 Ohnishi TThree phase PWM converter/inverter by means ofinstantaneous active and reactive power controlCIEEE International Conference on Industrial Electronics，Japan，1991 2 張崇巍，張興PWM整流器及其控制M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：12-25Zhang Chongwei，Zhang XingPWM rectifier and its control MBeijing：China Machine Press，2003

40、：12-25(in Chinese) 3 徐小品，黃進(jìn)，楊家強(qiáng)瞬時(shí)功率控制在三相PWM 整流中的應(yīng)用J電力電子技術(shù)，2004，38(2)：30-44Xu Xiaopin，Huang Jin，Yang JiaqiangApplication of instantaneous power control to three-phase PWM rectifiersJPower Electronics，2004，38(2)：30-44(in Chinese)4 王久和，李華德一種新的電壓型PWM 整流器直接功率控制策略J中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2005，25(16)：47-52Wang Jiuhe，Li HuadeA new direct power control strategy of three phase boost type PWM rectifiersJProceedings of the CSEE，2005，25(16)：47-52(in Chinese)5 張純江，郭忠南，王芹，等基于新型相