LCL三相pwm整流器控制策略
1. LCL滤波器原理图
LCL滤波器结构如图所示。
2.LCL滤波器单电流变量瞬时值反馈控制
LCL滤波器有两种控制方法:反馈逆变桥电流和网侧电流。不同的输出电流反馈点会对闭环控制性能和系统工作特性产生一定的影响。
2.1 反馈逆交桥电流
对于三相对称系统,单相控制环结构如图所示VSI电压逆变桥。 逆变桥电压Ui逆变桥电流il传输函数为 根据设计,取LCL滤波器参数:L1=0.15mH,L2=0.08mH,C =8uF, Rd =0.005Ω;其频率特性如下图所示:
G1(s)频率特性复杂,6.29 kHz、7.79 kHz各存在-66dB和27.7dB谐振峰,相位从初始-90开始°滞后在第一个谐振频率点跃升到90°超前,第二个谐振频率点恢复到-90°滞后。6.29 kHz谐振峰是由的L2.由于并联谐振引起的并联谐振具有高阻抗,因此i被强烈衰减。7.79 kHz的谐振峰是L1、L2.C发生串联谐振,i1被放大。
7.79 kHz谐振峰G1(s)振幅频特性曲线300 dB穿越点,通常的相角裕度稳定性判断方法难以适用。事实上,奈奎斯特的稳定性判断是判断在线系统频域分析中稳定性的基本方法。如下图所示G1(s)奈奎斯特曲线没有包围临界点(-1,0j),根据奈氏判据,G1(s)闭环稳定。实际上,因为G1(s)不存在-180°无论如何设计开环增益和带宽,奈氏曲线都不会包围临界点(-1,0j),控制环总能保持稳定,具有无限的稳定性。当然,高增益是不现实的。高带宽放大开关纹波信号,引入控制环,干扰正常PWM调制导致功率器件多次开关。
2.2 反馈电网电流
反馈电网电流的单相控制结构如图所示
逆变桥电压ui到电网电流i2的传输函数是 仍然取LCL滤波器参数:L1=0.15mH,L2=0.08mH,C =8uF, Rd =0.005Ω;如下图所示,其频率特征如下图所示。
和G1(s)类似,G2(s)也存在3个0 dB穿越点,区别在于G2(s)7.79 kHz存在-180°穿越点对应的幅值增益为33.1 dB。这样,G2(s)奈氏曲线将包围临界点(-1,0j) ,根据奈氏判断,系统闭环不稳定,如下图所示。
3.比较两种电流反馈方武
理论上,反馈逆变桥电流控制具有良好的稳定性,不同于直观的想法:阿 侧滤波电感和电容的高频分流电路对有效频段的电网电流影响不大。 控制器增益受到限制,以减少反馈信号高频成分的影响,从而影响稳态性能, 低通滤波墨的相移会影响动态响应。 传统的校正方法很难稳定反馈电网的电流控制,但本文的相位滞后控制是用来停留的 制备方法可稳定控制,稳态性能优于反馈逆变桥电流控制。反馈电网 电流控制迁移可以使用数字控制独特的一拍控制延迟,简化控制系统,有利于数字实际 现。