三相变流器两相静止坐标下无源阻尼PR控制

 项目是一个30kW的有源前端,实际就是一个变流器,双向工作,可逆变并网运行,可单位功率因数整流升压运行。

采用LCL并网滤波器,无源串联电阻阻尼。

在此放一点过程中的仿真情况。

仿真图如下(LCLR接线有点错误):

该仿真电路略去了众多实际情况,目的在于进行原理性的仿真学习,排除一些干扰。

输入三相电网采用理想的220VAC,50Hz三相电压源,不含谐波,电压平衡。网测电压和电流的获取直接调用系统模块

LCL参数为 L1交流侧320微哼,L2电网侧200微哼,电容为36uF,利用这三个参数可以计算出系统的谐振频率,大家可以自行计算。

无源阻尼电阻选择为2欧姆

三相全桥就用系统系统的理想IGBT三相全桥电路。

母线电容4000uF

直流负载16欧姆

上面是基本的主电路配置

对检测和控制电路。基本的,重要的锁相算法采用双二阶广义二阶积分器算法,电流环在两相静止坐标系中进行控制,首先需要将采集到的电网电流进行三相静止坐标系到两相静止坐标系上的变化,得到的alph belta电流作为电流环的反馈输入电流。

而电流环的参考电流是由电压环输出和锁相算法输出的相位相乘,在经过坐标变换而得到的。由于指令电流是两个正弦过滤变化的电流,所以为了更好的跟踪指令,采用PR控制器,这样可以做到电网电压频率处的电流无静差跟踪。

只要无源阻尼电阻选择恰当控制对象就不存在谐振的本质属性,无需担心电流环的谐振放大。

电流环在两相静止坐标系alpha_belta下进行控制,采用PR电流调节器。

电压环就用PI调节器。

波形如下图锁所示:

浅蓝色母线电压,红色a相电压,绿色a相电流,目前工作与单位功率因数整流状态。

网测相电流总的谐波畸变率THD,如下图所示:

4.29%稍微小于5%

实际项目中,遇到过各种各样的问题,最终目的是实现有源阻尼算法的批量稳定应用。 

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