盐城工学院学报(自然科学版).PDF

第25卷第3期 盐城工学院学报 (自然科学版) V01．25No．3 2012年 09月 JournalofYanehengInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition) Sep．2012 估计网侧 电压的PWM整流器无交流 电压传感器控制 肖 甘，黄勤陆 (成都纺织高等专科学校 电子与电气工程系，四川 成都 611731) 摘要：根据 PWM整流器在两相静止坐标 系下的数学模型，提 出一种直接估计网侧 电压用以实 现无交流电压传感器控制的方法。利用滑模观测器(SMO)重构网侧 电压并详细分析了观测器 的原理和设计步骤，采用谐振式滤波器(RTO)从等效控制信号中提取电压信息，避免 了使用低 通滤波器带来的信号延时问题。为了削弱系统抖振，将电压估测值作为反馈引入观测器电流模 型中，构造一种新型滑模观测器。仿真和实验结果表明使用该观测器的PWM整流器具有 良好 的动静态响应，验证了所提出的无交流电压传感器控制策略的有效性和准确性。 关键词 ：pwm整流器；滑模观测器；谐振式滤波器；无交流电压传感器 中图分类号：TM46 文献标识码 ：A 文章编号：1671—5322(2012)03—0048—06 三相电压型PWM整流器 (VSR)由于其输 出 也高。实际应用较多的仍是矢量控制。网侧电压 直流电压可控，网侧电流正弦，功率因数可调，能 传感器在矢量控制系统中用于获得精确的角度信 量能够双向流动等优点，在高性能变流领域得到 息。实现无网侧电压传感器控制的主要任务就是 广泛运用…。常用的电压定向矢量控制策略中 间接获得角度信息，一般有以下几种思路：直接估 需要用到较多的传感器，不仅增加了系统成本各 计交流电压获得角度信息、估计交流电压角度以 传感器的信号处理电路也带来了复杂性和可靠性 及估计虚拟 电网磁链得到角度信息。文献 [3]提 等问题。近年来，无传感器或少传感器的控制策 出的直接估计电网电压的方法其基本思想是利用 略已成为研究热点之一。 网侧电流信号的微分信息中包含的角度信息，但 实际系统中，直流侧 电压传感器用于获得准 是这种方法由于微分的存在容易引入高频干扰； 确的直流电压反馈值，保证变流器的输出稳定，交 文献[4]提出的在旋转坐标系下利用PI调节器 流侧电流传感器用于提供电流反馈信号，实现过 直接估计电网电压角度，存在d—q轴耦合且物理 流保护，保证器件和系统的安全，这二者一般不宜 意义难以明确不利于参数调整。文献 [5，6]采用 省去。因而实际应用较多的是无电网电压传感器 虚拟磁链定向并对纯积分环节进行改进但是由于 的控制方案。按照实现的核心控制思想，无网侧 本质上都是采用一阶低通滤波器代替纯积分环 电压传感器控制又可分为直接功率控制 (Di． 节，存在信号相位滞后问题。 rectPowerControlDPC)和矢量控制 (Vectorcon— 本文结合滑模控制理论 J，利用滑模观测器 trolVC)。类似于交流调速领域的直接转矩控制 直接观测电网电压。采用谐振式滤波器 (RTO) (DTC)，DPC控制不需要旋转坐标变换，将整流 从滑模观测器等效控制信号中提取电压信息，避 器的有功、无功功率作为内环的控制对象，功率计 免使用低通滤波器时带来的角度估计滞后问题。 算中用到的网侧电压值通过交流电流和开关状态 针对RTO传递函数 的频率特性以及削弱抖