基于SVPWM的三相混合開(kāi)關(guān)電流型整流器的優(yōu)化控制策略研究

圖4 三相電流型整流器的電流矢量

給定一個(gè)參考矢量I*（如圖4），可基于式(1)~ 式(4)用I1和I6矢量合成，其中T1T6T0是I1I6和I7矢量的作用時(shí)間，Ts是開(kāi)關(guān)周期，m是調制比，可得到零矢量作用時(shí)間T0。在傳統的空間矢量控制中[9]，T0被平均分配到I1和I6之間，提供給晶閘管的關(guān)斷時(shí)間為T(mén)0/2，如圖5所示。電路的最高工作頻率fS由式(5)決定。

圖5 SVPWM中各矢量的時(shí)序圖

3 優(yōu)化的電流型空間矢量控制策略

為提高控制系統分配給晶閘管的關(guān)斷時(shí)間，以下對電路的開(kāi)關(guān)過(guò)程進(jìn)行分析。圖4所示的扇區I中，當-π/6α0時(shí)，網(wǎng)側電容電壓VA’VC’：S1將關(guān)斷向S5換流，如果S1沒(méi)有恢復到正向阻斷狀態(tài)，此時(shí)S5的管壓降為正；給S5門(mén)極驅動(dòng)脈沖，S5承受正壓自然開(kāi)通，而S1承受反壓強制關(guān)斷。理論上S1向S5換流需要的時(shí)間可以為0。S5將關(guān)斷向S1換流，如果S5沒(méi)有恢復到關(guān)斷狀態(tài)，S1承受反壓；此時(shí)給S5門(mén)極脈沖也不能驅動(dòng)開(kāi)通S5，即S5向S1換流失敗。所以S5向S1換流時(shí)，需要的零矢量時(shí)間T0_2至少不可小于TOFF。對于特殊情況VA’=VC’，需通過(guò)設置特定的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)避免，能保證換流時(shí)只有以上兩種情況。故在晶閘管非自然換流條件下，滿(mǎn)足反向恢復時(shí)間大于TOFF，即可保證晶閘管之間正常換流，電流型空間矢量能正常進(jìn)行。電路中的最小零矢量時(shí)間不小于TOFF，電路的最高工作頻率fS由式（6）決定。

令關(guān)斷時(shí)間TOFF=41.67μs，調制比m=0.9，由傳統的電流型空間矢量控制式(5)得到工作頻率為1.2kHz；而優(yōu)化的電流型空間矢量控制式(6)得到工作頻率為2.4kHz。以扇區I為例，優(yōu)化的空間矢量條件下，各矢量的時(shí)序分配如圖6所示。開(kāi)關(guān)周期0α≤α2內，晶閘管強制換流時(shí)刻α=α1，晶閘管S5承受最小反壓值。根據式(7)， 代入m=0.9，TS=416.7μs后得到α1≈0.072。由式(8)計算出晶閘管最小反壓值VAC’。電容電壓峰值VS≈311V，則VAC’≈38.75V。理論上滿(mǎn)足晶閘管加反壓關(guān)斷的條件。