三相PWM整流器啟動(dòng)沖擊的抑制
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三相PWM整流器具有直流電壓可控、功率因數高、網(wǎng)側電流畸變小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)充放電站等領(lǐng)域。目前常用的三相整流器控制策略有基于d，q旋轉坐標系的直(間)接電流PI控制，基于反饋線(xiàn)性化的三相PWM控制法，三相PWM整流器的H∞魯棒控制等。其中，基于d，q旋轉坐標系的直接電流PI控制結構清晰、實(shí)現簡(jiǎn)單，響應速度快，且設計步驟可參考傳統的PI設計經(jīng)驗，得到了廣泛應用。直接電流PI控制應用于三相整流器時(shí)，會(huì )在啟動(dòng)時(shí)導致較大的沖擊電流，增加了功率器件的電流應力，對器件選型及工作可靠性產(chǎn)生了很大影響。
針對三相PWM整流器的啟動(dòng)沖擊問(wèn)題，這里介紹了啟動(dòng)瞬間PI控制器的調節過(guò)程，建立了系統的動(dòng)態(tài)模型，在此基礎上給出了沖擊電流峰值的計算公式，指出了產(chǎn)生啟動(dòng)沖擊的原因和影響因素，分析了PI參數對沖擊電流大小的影響，并提出了一種新型軟啟動(dòng)算法，通過(guò)仿真和實(shí)驗驗證了理論分析的可行性。
2 三相PWM整流器控制與建模
三相PWM整流器的主電路拓撲為三相半橋電壓源型變換器(VSC)，如圖1所示，主要由LCL濾波器、三相橋臂及直流側電容組成。
忽略R，經(jīng)d，q坐標變換，系統狀態(tài)方程為：
Ldid／dt=ud-ed， Ldiq／dt=uq-eq (1)
式中：ud，uq分別為橋臂電壓d，q軸分量；L為L(cháng)g和Lt之和；id，iq分別為有功、無(wú)功電流分量；ed，eq分別為電網(wǎng)電壓d，q軸分量。
圖2示出系統的控制框圖。當整流器正常工作時(shí)，將旋轉坐標系的d軸與電網(wǎng)電壓矢量進(jìn)行同步。此時(shí)eq=0，初始條件下uq=0。假定誤差及擾動(dòng)均較小，則根據式(1)可知在啟動(dòng)過(guò)程中iq不會(huì )產(chǎn)生沖擊。因此，在單位功率因數狀態(tài)下，ed和ud是影響系統啟動(dòng)沖擊的關(guān)鍵因素。
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