傳統(tǒng)三相電壓源型脈寬調(diào)制（PWM）整流器常采用雙閉環(huán)控制策略,但在PWM整流器啟動(dòng)過(guò)程中母線電壓迅速上升,導(dǎo)致瞬時(shí)沖擊電流過(guò)大,使開關(guān)管承受極大電流應(yīng)力,降低系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性。針對(duì)該問(wèn)題,根據(jù)PWM整流器數(shù)學(xué)模型,結(jié)合前饋解耦控制策略,探究PWM整流器啟動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生瞬時(shí)沖擊電流的成因;基于主動(dòng)控制的思想,提出一種預(yù)充電-緩給定混合控制的沖擊電流抑制方法,使參考電壓平穩(wěn)過(guò)渡到給定值,實(shí)現(xiàn)分段啟動(dòng)PWM整流器,從根本上降低整流器啟動(dòng)沖擊電流,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提策略的正確性與有效性。 

【文章來(lái)源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

圖４直流側(cè)參考電壓給定曲線示意圖??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＣ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｃｕｒｖｅ??

ｖｏｌｔａｇｅ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｃｕｒｖｅ??５?仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??５．１仿真結(jié)果??為了驗(yàn)證所提控制策略的正確性，搭建仿真??模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。系統(tǒng)主要仿真參數(shù)如下：??￡ａ＝￡ｂ＝￡ｃ＝２２０?Ｖ，?ｔ／＾７００?Ｖ，?Ｌ＝１．３５?ｍＨ，?Ｃ＝３?０００?｜ｊｌＦ?，??／？Ｌ＝４９ｎ，開關(guān)頻率／＝１０ｋＨｚ。圖５所不為系統(tǒng)整??體控制框圖。??設(shè)定充電電壓為（Ｖ；然后由平穩(wěn)過(guò)渡到ｔｖ，??則過(guò)渡曲線設(shè)從ｆＶ過(guò)渡到的時(shí)??間為緩給定時(shí)間ｔｓ，則ｆ／ｆ緩給定過(guò)程如圖２所示。??（１１）??０．５?Ｃ／ｆ??０．５／，??圖２?Ｒ緩給定曲線??Ｆｉｇ．?２?Ｕ｛?ｓｌｏｗ?ｇｉｖｅｎ?ｃｕｒｖｅ??ｔ／ｆ緩給定曲線由組成，々，＊３為二次??函數(shù)曲線，并且關(guān)于ｍ點(diǎn)中心對(duì)稱，＆為直線。根??據(jù)圖２，可得％的表達(dá)式為：??Ｘｉ＝Ｕｆ２／（２ｔｉｔ２），?ｘ２＝Ｕｉｔ／ｔ２－Ｕｆｔ＼／（２ｔ２）??ｘ３＝－Ｕ！（ｔ－ｔ，）２／（２ｔ１ｔ２）＋Ｕｌ??其對(duì)應(yīng)曲線的斜率為：??ｋｘ＝Ｕ（ｌ｛ｔｉｈ），?ｋ２＝Ｕ，／ｔ２，?（１２）??由于曲線關(guān)于ｍ點(diǎn)中心對(duì)稱，故在越??大的情況下，曲線的斜率將越小，越有利??于抑制沖擊電流。根據(jù)式（１２）分析可知，在＆固定??不變的條件下Ａ越小，Ａ?２將越小，但是Ａ?ｉ和３會(huì)??越大。故在ｔｓ不變的前提下，取兩組不同＾值，得??到如圖３所示的曲線示意圖，其中＊４為在ｑｒ＾／１０??時(shí)的緩給定曲線，＆為在＾＝？８／３時(shí)的緩給定曲線。??Ｆｉｇ．?３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｌｏｗ?ｇｉｖｅｎ?ｃｕｒｖｅ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔ＼?ｖａｌｕｅｓ??經(jīng)計(jì)算，曲線

第５４卷第８期??２０２０年８月??電力電子技術(shù)??Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ??Ｖｏｌ．５４，?Ｎｏ．８??Ａｕｇｕｓｔ?２０２０??圖５系統(tǒng)控制框圖??Ｆｉｇ．?５?Ｓｙｓｔｅｍ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ??圖６ａ，ｂ分別為ＰＷＭ整流器采用直接啟動(dòng)和??釆用不控整流切換到ＰＷＭ整流的仿真結(jié)果。??圖６仿真波形??Ｆｉｇ．?６?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??分析圖６ａ，ｂ可知：三相電壓源型ＰＷＭ整流??器采用直接啟動(dòng)方式時(shí)，直流側(cè)輸出電壓穩(wěn)定，但??是交流側(cè)輸入電流基波幅值較大，沖擊電流峰值??非常大，易損壞功率器件；采用不控整流切換到??ＰＷＭ整流控制方案時(shí)，直流側(cè)輸出電壓穩(wěn)定，但??是在切換過(guò)程中，仍會(huì)產(chǎn)生較大沖擊電流，峰值約??為１３０?Ａ，因此采用該控制策略并不能抑制ＰＷＭ??整流器啟動(dòng)瞬時(shí)沖擊電流。??圖７ａ所示為預(yù)充電－緩給定混合控制仿真結(jié)??果，系統(tǒng)在０．２?ｓ時(shí)由預(yù)充電過(guò)程切換到緩給定過(guò)??程，其中緩給定時(shí)間ｔｓ＝２５?ｍｓ；將緩給定時(shí)間ｔｓ增??加到４０?ｍｓ時(shí)，其仿真結(jié)果如圖７ｂ所示。??圖４直流側(cè)參考電壓給定曲線示意圖??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＣ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｃｕｒｖｅ??５?仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??５．１仿真結(jié)果??為了驗(yàn)證所提控制策略的正確性，搭建仿真??模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。系統(tǒng)主要仿真參數(shù)如下：??￡ａ＝￡ｂ＝￡ｃ＝２２０?Ｖ，?ｔ／＾７００?Ｖ，?Ｌ＝１．３５?ｍＨ，?Ｃ＝３?０００?｜ｊｌＦ?，??／？Ｌ＝４９ｎ，開關(guān)頻率／＝１０ｋＨｚ。圖５所不為系統(tǒng)整??體控制框


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