ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ２０１１ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１２ 电气传动 ２０１１年 第４１卷 第１２期 基于直接电流控制的ＰＷＭ整流器的研究 陈英杰 ，田联房 ，王孝洪 ，梁东明 ，贾字辉。 （１．华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州５１０６４０； ２．日立电梯（中国）有限公司，广东广州５１１４３０； ３．广州日滨科技发展有限公司，广东广州５１００６０） 摘要：研究三相电压型ＰＷＭ整流器在两相同步旋转坐标系下的数学模型，双闭环直接电流控制策略。 通过Ｍａｔｌａｂ软件搭建系统模型进行仿真分析，验证了控制策略的可行性。在此基础上利用ＤＳＰ控制单元和 ＩＰＭ集成模块搭建实验平台，设计控制软件进行实验验证。实验结果表明，ＰＷＭ整流器使输入电流正弦化， 有效减少谐波污染，能够实现单位功率运行，改善电网质量。 关键词：ＰＷＭ整流器；直接电流控制；单位功率因数 中图分类号：ＴＭ４６ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＰＷＭ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｗｉｔｈ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ—ｊｉｅ ，ＴＩＡＮ Ｌｉａｎ－ｆａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｈｏｎｇ ，ＬＩＡＮＧ Ｄｏｎｇ—ｍｉｎｇ。，ＪＩＡ Ｙｕ—ｈｕｉ。 （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｉｔａｃｈｉ Ｅｌｅｖａｔｏｒ（Ｃｈｉｎａ）Ｃｏ．Ｌｔｄ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１１４３０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；３．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＲｏｐｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００６０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ ａｎｄ ｄｕａｌ—ｌｏｏｐ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎ— ｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｍａｔｌａｂ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔ— ｆｏｒｍ ｗａｓ ｃｒｅａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＳＰ ａｎｄ ＩＰＭ，ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｓｔｒａｉｎ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｉｎｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔｓ，ｐｅｒｆｏｒｍ ａｔ ｔｈｅ ｕｎｉｔｙ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｏｗｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｕｎｉｔｙ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ １ 引言 传统的二极管不控整流器和相控整流器的缺 点：功率因数低；网侧谐波污染严重；无法实现能量 的再生利用。大功率换流设备、轧机、电焊机、感应 加热设备、通信设备和电力机车等都是谐波污染的 主要来源［１ ］。本文提供的ＰＷＭ整流器方案，用 于取代传统的二极管整流器，可实现单位功率因数 运行，减少谐波污染，提高电网质量。 芯片和富士公司的ＩＰＭ模块搭建硬件平台，实现 ＰＷＭ整流器硬软件设计，并对实验所得电压电 流波形进行分析。 ２ 整流器数学模型及控制策略 ２．１ ＰＷＭ整流器的数学模型 三相电压型ＰＷＭ整流器结构图见图１。 假设电网电压三相平衡，在三相静止对称坐标 系（口，６，ｃ）中，三相电压型ＰＷＭ整流器开关函数为 本文介绍了电压型ＰＷＭ整流器的数学模 型、ＰＷＭ整流器的双闭环直接电流控制策略，通 ｆｃ 一 ， 过Ｍａｔｌａｂ软件建立整流器离散系统仿真模型进 行验证，最后利用ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２控制 ｛Ｉ ，Ｌ警＋Ｒｉ． ｋ＂￣－ｅｋ－－＂Ｏｄｅ 一． 号 （１） 基金项目：广东省重大科技专项（２００９Ａ０８０３０５００４）；广州市番禺区科技攻关项目（２００９一Ｚ一３９—１） 作者简介：陈英杰（１９８６一），男，硕士研究生，Ｅｍａｉｌ：ｒｐｃｈ￣ｉ＠１２６．ｃｏｍ ４１ 电气传动 ２０１１年 第４１卷 第１２期 式中：Ｓ 为单极性二值逻辑开关函数（忌一日，ｂ，ｃ）， 当 ：１时，上臂Ｓ却导通，下臂Ｓ 截止，５ 一０则 反之。 图１三相电压型ＰＷＭ整流器结构图 Ｆｉｇ。１ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ 三相静止对称坐标系ｎ—ｂ—ｃ下的系统变量 变换到与电网基波频率同步旋转的ｄ—ｑ坐标系 下。选取ｄ轴与电网电动势矢量重合，ｑ轴超前 ｄ轴９０。。ｄ轴表示有功分量参考轴，ｑ轴表示无 功分量参考轴。则其变换矩阵 幽为 ￣ｔ） ｃｏｓ（ｗｔ一÷Ⅱ）≯ ９ ｃｏｓ（ ｃ０ｓ（￣ｔ＋－Ｕ ） Ｊ 一由 亏 一ｓｉｎ（ ）一ｓｉｎ（（ｏｔ一号 ）一ｓｉｎ（ ＋亏 ２ ） （２） 式中： 为电网角频率。 同样的，如果同步旋转的ｄ—ｑ坐标系下的系 统变量变换到与两相静止坐标系 — 下，存在变 换矩阵Ｃｌ幽一 。 Ｃ幽一 一『一 。ｓ（叫 ）一 ｉｍ ］ ３） （ ｃ。ｓ（ Ｉ （式（１）通过ｃ 一幽变换，可得在ｄ—ｑ坐标系 下的三相电压型ＰＷＭ整流器的数学模型为 ｆｃ ｄｄｖ￡ａ￣＿ｚ３（ｉｄｓｄ＋ｉｑＳｑ）一 ．｛Ｉ Ｌ警＝ｅ． ｄ－－Ｒｉｄ＋ Ｌｉｑ－－ （４） １Ｉ Ｌ警 ．． ａ 式中：ｅ ，ｅ ，＂Ｏｄ， ，ｉ ，ｉ 分别为电源电压矢量、整 流器交流侧电压矢量和电流矢量在ｄ—ｑ坐标系 下的值。 ｄ—ｑ坐标系下建模利于实现对整流器网侧 有功无功分量的控制。 ２．２ ＰＷＭ整流器双闭环直接电流控制 在三相电压型ＰＷＭ整流器控制系统的设计 ４２ 陈英杰，等：基于直接电流控制的ＰＷＭ整流器的研究 中，直接电流控制具有快速电流反馈控制的优点， 且控制结构简单，控制性能优良成为目前实用化 的方案 ］。本文采用电压外环和电流内环的双闭 环控制结构。电压外环主要是稳定母线电压的预 设值，而电流内环则有功率因数调节和谐波抑制 的控制效果。 从式（３）可以看到，整流器的ｄ，ｑ轴变量相 互耦合，不利于控制器设计，为此可采用前馈解耦 控制策略 。电流环采用ＰＩ控制器时，则 ， 。的控制方程如下： ｆ ｄ一一（ＫｆＰ＋ ）（ 一 ）＋∞Ｌｉ。＋ （５） ｊＬ 一一（Ｋ ＋ ）（ —ｉ ）一 Ｌ ＋ 式中：Ｋ Ｋ 为电流环比例增益和积分增益；Ｚ～ｄ， 分别为ｉ ，ｉ。电流指令信号。 式（４）实现了电流环的解耦控制，在此基础上 增加电压外环构成双闭环直接电流控制器。具体 如图２所示。 图２三相电压型ＰＷＭ整流器双闭环直接电流控制结构图 Ｆｉｇ．２ Ｄｕａｌ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｌｏｃｋ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ 要实现对ＰＷＭ整流器的控制，首先需采样 网侧电压和网侧电流，即三相静止坐标系ａ—ｂ—Ｃ 下的ｅ ，ｅ ，ｅ 和ｉ ，ｉ ，ｉ ，再经过 一幽变换，得到 ｄ—ｑ坐标系下的ｅ ，ｅ 和ｉ ，ｉ 。在ｄ—ｑ坐标系 下按照式（５）对ｉ ，ｉ。进行解耦控制，电压环ＰＩ调 节器产生期望的有功电流 ，其大小决定有功功 率的大小，符号决定功率的流向 ］。通过改变无 功分量的指标ｉ 就可以改变功率因数，要实现单 位功率因数，则令Ｚ ｑ一０。控制器生成的 ， 信 号，经过ｃｌ幽一胡变换，由 ， 经过ＳＶＰＷＭ模块 生成ＰＷＭ整流桥的６个开关管的开关信号，从 而实现对ＰＷＭ整流器的控制。 陈英杰，等；基于直接电流控制的ＰＷＭ整流器的研究 电气传动 ２０１１年 第４１卷 第１２期 ３ ＰＷＭ整流器仿真 利用Ｍａｔｌａｂ软件Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真工具建立电 压型ＰＷＭ整流器离散系统仿真模型，对设计的 控制器进行验证仿真。图３为三相电压型ＰＷＭ 整流器主电路和双闭环控制器仿真模型框图。 （ａ）整流器主电路 （ｂ）整流器控制器 图３整流器仿真模型 Ｆｉｇ．３ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ１ ｏｆ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ 主电路模型中的Ｌａｕｎｃｈ ＲＥＳ模块为启动电 阻［６］，串联于直流母线上，因为在突加交流电源 时，大容量滤波电容Ｃ相当于短路，会产生很大 的充电电流，容易损坏整流桥。主电路测量的变 量有三相电压 ，电流ｋ，直流母线电压Ｕ 测得的信号通过连接块送至控制器，控制器模型 完成双闭环算法并产生ＰＷＭ信号控制主电路的 整流桥。 主电路参数设置为：三相电源输入相电压峰 值３４６ Ｖ，输入电感５ ｍＨ，直流母线电容５５０ Ｆ； 控制电路参数设置为：开关频率１０ ｋＨｚ，电流环 ＰＩ参数设置比例增益系数为４，积分增益系数为 ０．５，电压环ＰＩ参数设置比例增益系数为０．１，积 分增益系数为２０。 母线上电阻负载投切实验，电压设定为７００ Ｖ，初始为９４ Ｑ，０．２ Ｓ时负载切换为４７ Ｑ，即输出 功率由５．２ ｋＷ切换至１０．４ ｋｗ。通过仿真实验观 测稳态时电流电压波形相位关系，负载切换时相电 流与直流母线电压的动态调节过程以及对相电流 进行ＦＦＴ分析。仿真波形见图４～图６。 图４ Ａ相网侧电压电流波形 Ｆｉｇ．４ Ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ Ａ—ｐｈａｓｅ ｏｎ ｇｒｉｄ ｓｉｄｅ 之 图５直流母线电压波形 Ｆｉｇ．５ Ｖｏｌｔａｇｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ＤＣ ｂｕｓ 图６ Ａ相网侧电流谐波 Ｆｉｇ．６ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ Ａ—ｐｈａｓｅ ｏｎ ｇｒｉｄ ｓｉｄｅ 由仿真波形结果可见，ＰＷＭ整流器实现网 侧输入电流正弦化。对Ａ相电流进行ＦＦＴ分析 可见，主要谐波成分集中在开关频率１０ ｋＨｚ及其 整数倍附近，最大谐波在１０ ｋＨｚ处，其幅值约为 基波（５０ Ｈｚ）的１．５ 。ＦＦＴ分析结果，整流器 网侧电流具有较低的ＴＨＤ（２．３８％），达到提高功 率因数和改善电网质量的效果。 ４ ＰＷＭ整流器系统设计 ＰＷＭ整流器系统包括主电路、控制电路和 ＤＳＰ软件３大部分。整流器主电路中，功率开关 器件选用ＩＰＭ整流桥模块，交流电源经三相电感 送到整流器的三相桥臂，输出直流电压。ＤＳＰ和 ＣＰＬＤ构成控制电路的核心，电压、电流传感器测 量所需电压、电流信号，经信号调理电路和比较电 路分别送入ＤＳＰ和ＣＰＬＤ，ＤＳＰ主要完成算法运 算，ＣＰＬＤ进行同臂互锁，过流过压保护信号的综 合，外围接口控制等处理。 ４．１主电路设计 整流桥采用富士公司的７ＭＢＰ７５ＲＡ１２０型 智能ＩＰＭ模块，额定电流７５ Ａ，耐压值１ ２００ Ｖ， ４３ 电气传动 ２０１１年 第４１卷 第１２期 最大开关频率为２Ｏ ｋＨｚ，内置有短路保护，欠压 保护、过流保护和过热保护，其中过流保护和过热 保护信号通过其报警信号引脚输出。由于ＩＰＭ 模块对驱动电压和信号干扰要求严格，设计中采 用高共模抑制比的高速光耦ＨＣＰＬ一４５０４实现 对ＩＰＭ模块的隔离驱动。 三相电压和直流母线电压检测霍耳传感器分 别采用的是ＣＨＶ一２５Ｐ宇波模块和ＣＨＶ一５０Ｐ 宇波模块，三相电流检测传感器采用的是ＣＨＢ一 １００Ｐ宇波模块。 ４．２控制电路设计 控制电路主要由ＤＳＰ控制芯片、ＣＰＬＤ可编 程逻辑器件和信号调理电路３部分组成，其硬件 框图如图７所示。ＤＳＰ控制芯片采用ＴＩ公司 ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２，最高运行速度可达１５０ ＭＩ／ｓ，片 上资源丰富，具有１６通道的１２位Ａ／Ｄ转换器， １２通道的ＰＷＭ信号输出，６通道的ＣＡＰ捕获输 入以及ＳＣＩ，ＳＰＩ等模块。ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２运用于 电机控制或电能转换领域游刃有余。ＣＰＬＤ芯片 采用Ａｌｔｅｒ公司的ＥＰＭ７１２８Ａ，通过软件编程即 可实现硬件数字电路功能，可以方便地实现各种 逻辑运算。 图７ ＰＷＭ整流器控制系统硬件框图 Ｆｉｇ．７ Ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｒａｍｅ ｏｆ ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ＤＳＰ的主要功能有：电网电压矢量相角计 算；网侧电压电流信号ＡＤ采样；执行双闭环直接 电流控制算法，生成ＰＷＭ控制信号；ＰＤＰ中断 实现异常状态保护处理。ＤＳＰ通过地址总线ＡＢ 和数据总线ＤＢ与ＣＰＬＤ连接，实现与按键和继 电器等的交互。为方便调试，ＤＳＰ还外扩０．５Ｍ 的ＲＡＭ。 ＣＰＬＤ的主要功能有：异常情况时封锁ＩＰＭ 驱动信号；滤除过压过流报警信号尖峰，再与 ＩＰＭ报警信号综合，并将生成的保护信号送往 ＤＳＰ的ＰＤＰ中断保护引脚，同时将报警的具体信 ４４ 陈英杰，等：基于直接电流控制的ＰＷＭ整流器的研究 息通过数据总线ＤＢ送往ＤＳＰ；继电器和按键等 外围接口通过ＣＰＬＤ实现与ＤＳＰ的交互。 信号调理电路由集成运放及其他电子器件构 成，对控制板上的小信号进行处理，主要完成对 Ａ／Ｄ转换器输入信号的调理，过流过压检测以及 电网电压相位检测等功能。 ４．３ ＤＳＰ软件设计 ＤＳＰ软件分为２部分：主程序和中断程序。 其中主程序主要完成系统上电后的初始化工作， 包括对定时器，ＡＤＣ模块，ＰＷＭ模块等的寄存 器进行初始化功能设置。完成初始化之后，系统 进入等待状态，等待各种中断的产生。 中断程序主要有４个，Ｔ１定时器中断，完成 主要控制算法；ＣＡＰ捕获中断，获取电压矢量相 角；ＰＤＰ中断，对各种报警信息进行异常处理； ＸＩＮＴ中断，对按键信息进行处理。 其中Ｔ１定时器中断执行双闭环直接电流控 制算法，其中断频率为１０ ｋＨｚ，与开关管开关频率 一致。主要完成信号的采样校正、坐标变换、ＰＩ调 节、ＰＷＭ输出等功能，软件控制流程如图８所示。 图８软件控制流程图 Ｆｉｇ．８ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ ５ 实验分析 依据前述分析及设计方案，构建ＰＷＭ整流器 实验平台，其主要参数为：交流侧电感５ ｍＨ，直流 母线上电容５５０ Ｆ／１ ８００ Ｖ，直流母线上启动电阻 为２５ ａ／２ｏｏ Ｗ，负载电阻可由９４ Ｑ切换为４７ Ｑ。 电流环ＰＩ参数设置比例增益系数为ｌ５，积分增益 系数为１５，满足内环的快速调节；电压环ＰＩ参数设 置比例增益系数为０．３，积分增益系数为６。 实验测得三相进线的相电压峰值为３４６ Ｖ。 控制器设置电压为７００ Ｖ，即负载为４７ Ｑ时的最 大输出功率为１０ ｋＷ。图９为５ ｋＷ稳态运行时 Ａ相电压电流波形；图１０为负载电阻由９４ Ｑ切 换到４７ Ｑ时母线电压和Ａ相电流波形。 陈英杰，等：基于直接电流控制的ＰＷＭ整流器的研究 电气传动 ２０１１年 第４１卷 第１２期 电路和控制器的系统模型，对ＰＷＭ整流器仿真 验证。在此基础上，以控制芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ 和ＩＰＭ模块７ＭＢＰ７５ＲＡ１２０为核心，设计了三相 ＰｗＭ整流器的硬件电路和软件程序，实现对整 流器的控制和保护功能。实验结果表明ＰＷＭ整 流器双闭环直接电流控制策略和软硬件设计的有 效性，该整流器系统具有较高的实用价值，为以后 整流器系统的进一步完善打下了良好的基础。 参考文献 李谦，李永东．三相ＰＷＭ整流器闭环控制研究ＬＪ３．电气 传动，２００７，３７（１１）：１８—２１． 孔伟荣，朱武标，姜建国．双ＰＷＭ控制能量回馈电梯传动 系统的设计［Ｊ３．电气传动，２００７，３７（８）：８一ｌ１． ｔ／ｍｓ（ｓｏｍａｎ） 张崇巍，张兴．ＰＷＭ整流器及其控制［－Ｍ１．北京：机械工业 图１ｏ负载变化时Ａ相电流和直流母线电压波形 Ｆｉｇ．１０ Ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ＤＣ ｂｕｓ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ 出版社，２００３． ｏｆ Ａ—ｐｈａｓｅ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｌｏａｄ Ｙｅ Ｙ，Ｋａｚｅｒａｎｉ Ｍ，Ｑｕｉｎｔａｎａ Ｖ Ｈ．Ａ Ｎｏｖｅｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｍ 嗍 嘲 Ⅲ Ｃｏｎｔｒｏｌ嘲 Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ嘲 Ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ＰＷＭ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］． 实验结果验证了前面所述理论与仿真的可行 ２００１ ＰＥＳＣ ＩＥＥＥ ３２ｎｄ Ａｎｎｕａ１．２００１，１：１０２—１０７． 性，表明ＰＷＭ整流器可实现网侧输入电流正弦 王万宝，付志红，苏向丰，等．三相电压型ＳＶＰＷＭ整流器 化并且与电网电压同相位，实现单位功率因数运 离散域控制模型的构建［Ｊ］．系统仿真学报，２０１０，２２（Ｉ）： 行，减少对电网污染，提高电网质量。 ２２２—２２６． 阮毅，陈伯时．电力拖动自动控制系统：运动控制系统 ６ 结论 ［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９． 本文研究三相电压型ＰＷＭ整流器，并通过 硬丽百珂 万Ｆ Ｍａｔｌａｂ软件的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱建立整流器的主 修改稿日期：２０１１－ｏ６一ｌ１ （上接第３２页） 磁同步发电机定子额定电压为６９０ Ｖ，定子电阻 侧和网侧变流器的特性分析，结合ＴＭＳ３２０ＬＦ 为６ ｍＯ，，交、直轴电感为８．５ ｍＨ，极对数为３２。 ２４０７Ａ芯片进行系统设计，并通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 直流侧母线电压参考值为１ ２００ Ｖ，并网逆变器额 进行仿真实验，仿真结果表明，基本达到实验要求。 定功率为１．２ ＭＷ，电网电压为２２０ Ｖ，直流侧电 参考文献 容为３．３３ ｍＦ，滤波电感为０．４７８ ｍＨ，滤波电容 为１．３３ ｍＦ。从图８中可以看出Ａ相波形与电网 姜小飞．基于ＤＳＰ控制的风电软并网技术研究口］．微计算 波形在标准规定的范围内基本达到同频同相。 机信息，２０１０，２６（２），９１～９２． 姚兴佳，宋俊，刘姝，风力发电机组原理与应用［Ｍ］．北京： ： ／、／ｒ＼八厂＼厂、△△△ 机械工业出版社，２００９． §５０。 刘继忠．直驱同步风力发电变流器控制研究Ｉ－Ｄ］．成都：西南 交通大学，２０１０． ＿５０ 陈瑶．直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究 ：： ：Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ ［Ｄ］．北京：北京交通大学，２００８． ｔ｜ｓ 李杰．直驱式风力发电变流系统拓扑及控制策略研究［Ｄ］． 图８ Ａ相电压和电网电压 上海：上海大学，２００９． Ｍａｎｕｅｌ Ｋ Ｍａｒｋｕｓ．Ｇｒｉｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｗｉｎｄ Ｆｉｇ．８ Ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ Ａ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｇｒｉｄ ｖｏｌｔａｇｅ Ｆａｒｍｓ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ［Ｊ］．ＶＧＢ ＰｏｗｅｒＴｅｃｈ，２００６，８６（１０）：４９—５３． ５ 结论 硬稀百丽 万『＝而 通过对风力发电系统双ＰＷＭ变流器发电机 修改稿日期：２０１１＿ｏ６—２２ ４５ 口 ］