三相PWM整流器雙閉環(huán)PI調節器的新型設計

　　根據系統仿真參數，取整流器放大倍數K = udc / 2= 150 ，分別代入式(4) 、(5) 得到Kip = 0. 1 ， KiI = 150 。

　　圖(6) 為電流調節器的波特圖。在頻率為50 Hz處，幅值變化0 . 025 dB ，相位滯后0. 51 deg ，幅值和相位的變化量都很小，證明電流內環(huán)PI 調節器參數設計合理。

　　根據式(4) 及所給的仿真參數，得到K1 = 5. 833 ， TP =0. 0225 ，將ε= 0. 707 代入式(7) ，得到KuI = 2. 13 ，則KuP = TP KuI = 0. 048 ，圖7 為電壓外環(huán)PI 調節器的波特圖，從圖中可以看出，在50 Hz時(shí)，電壓外環(huán)的帶寬為12 Hz ，相角裕度γ= 42. 1°，工程上一般認為30°≤γ≤70°時(shí)，控制系統具有良好的動(dòng)態(tài)性能，滿(mǎn)足要求。

圖6 電流調節器波特圖

圖7 電壓調節器波特圖

　　3. 2 　PWM整流器的仿真

　　在0. 6 s時(shí)，負載電流發(fā)生突變，由圖7 中得到，負載電流發(fā)生突變時(shí)超調量σ % = 0. 43 % ，超調量很小，恢復時(shí)間tv = 170 ms ，恢復時(shí)間很短，其他情況下直流電壓很穩定。由圖8 得到，網(wǎng)側電流在負載波動(dòng)后，動(dòng)態(tài)響應快。圖9 為網(wǎng)側功率因數的仿真結果，可以看出，其功率因數達到了1 ，負載電流突變后功率因數經(jīng)過(guò)瞬間的波動(dòng)仍能達到1 。仿真結果驗證了系統具有良好的動(dòng)態(tài)和穩態(tài)性能。

圖8 　直流輸出電壓仿真結果

圖9 網(wǎng)側電壓電流的仿真結果

圖10 網(wǎng)側功率因數的仿真結果

　　4 　結束語(yǔ)

　　本文在分析三相PWM 整流器數學(xué)模型的基礎上，設計了具有前饋解耦控制的PWM 控制系統，分別根據控制要求設計了PI 調節器的參數。該設計方法簡(jiǎn)單易行，仿真結果表明系統具有良好的動(dòng)態(tài)性能和穩態(tài)性能，驗證了這種設計方法的優(yōu)越性和正確性。