三相PWM整流器啟動(dòng)沖擊的抑制
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可見(jiàn)，kp，kPWM下降均會(huì )導致超調量上升。當系統穩定工作時(shí)，由于直流側為阻容放電回路，穩態(tài)加載時(shí)直流側電壓變化較慢，每個(gè)采樣周期電流環(huán)給定值增量較小，沖擊較低，PI參數取值范圍較寬，所以設計參數時(shí)為保證帶LCL濾波器的整流器不發(fā)生諧振并盡量降低損耗，PI調節器的kp往往取值較小。但整流器啟動(dòng)時(shí)直流側電壓遠低于穩態(tài)時(shí)直流電壓，電流環(huán)給定為階躍飽和信號，且此時(shí)kPWM下降，超調量大幅上升。因此可在電流內環(huán)中加入高通濾波負反饋環(huán)節，則改進(jìn)后的電流內環(huán)控制回路如圖5所示。
其開(kāi)環(huán)、閉環(huán)傳遞函數分別為：
相對于普通的基準斜坡緩起控制方法，電網(wǎng)電壓初值前饋法無(wú)需進(jìn)行PI參數的切換，提高了系統的穩定性和可靠性。
5 仿真和實(shí)驗驗證
基于上述分析，搭建基于Matlab／Simulink的18 kW三相整流器仿真模型，直流側額定工作電壓700 V，交流電網(wǎng)電壓220 V／380 V／50 Hz，交流側濾波電感分別為1．8 mH和1．2 mH，輸出濾波電容20μF，開(kāi)關(guān)頻率5kHz。啟動(dòng)時(shí)id動(dòng)態(tài)響應如圖6a所示，調節時(shí)間約為0．03s。
基于仿真模型搭建了一臺18 kW的三相整流器原理樣機，其相關(guān)參數與仿真模型一致。開(kāi)關(guān)管選取FF75R12RT4。采用高通濾波器負反饋法啟動(dòng)，并將飽和值設定為20 A，啟動(dòng)時(shí)的c相進(jìn)網(wǎng)電流ic和電網(wǎng)電壓‰波形如圖6b所示?？梢?jiàn)，在整流啟動(dòng)時(shí)，高通濾波器負反饋法可有效抑制啟動(dòng)沖擊電流，且動(dòng)態(tài)特性較好。
6 結論
研究了三相整流器的啟動(dòng)沖擊，對啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了數學(xué)建模，分析了啟動(dòng)沖擊產(chǎn)生的原因并給出了估算啟動(dòng)沖擊電流大小的計算方法。在此基礎上，針對啟動(dòng)沖擊產(chǎn)生的兩個(gè)要素提出了電流高通濾波負反饋軟啟動(dòng)法，分析了其啟動(dòng)性能，并研制了一臺18 kW的三相整流器原理樣機。仿真和實(shí)驗表明，高通濾波負反饋法簡(jiǎn)單有效，動(dòng)態(tài)響應速快，可實(shí)現快速無(wú)沖擊啟動(dòng)。
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