采用滞环电流控制策略的特点及优势

名称:采用滞环电流控制策略的特点及优势

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产品编号:56241904

更新时间:2021-05-21

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详细说明

  目前应用于有源电力滤波器的电流控制方法一般有两类,即滞环电流控制方法和三角波电流控制方法。前者精度较高且响应快,但开关频率可能波动很大,后者开关频率恒定,装置安全性较高,但响应较慢,精度较低。而基于电压矢量的控制方法有较高的直流电压利用率和控制精度。为解决既能保持恒定的开关频率,有较高的直流电压利用率,又能同时提高有源电力滤波器性能和效率的难题,有人提出一种新的基于优化电压矢量的有源电力滤波器定频滞环电流控制方法。它的主要原理是保持一相开关合于下臂不动,用其余两相开关去独立控制相应的相间电流,并不需要估计阻抗参数,便能实现两相解耦,进而在传统的滞环控制中实现了开关定频。该方法的特点,一是能快速正确判定参考电压矢量的区域,从而选择优化电压矢量去控制电流,二是可选择逆变器中的两个适当的开关去独立控制相应的两个相间电流,不需估计阻抗值即可实现开关定频化。在达到较高的控制精度、保证较高的输出电压的同时,还实现了开关的定频化,从而使有源电力滤波器的综合性能有明显提高。

  滞环电流控制是一种简单的Bang-bang控制,它集电流控制与PWM于一体。实际电流与指令电流的上、下限相比较,交点作为开关点。指令电流的上、下限形成一个滞环。滞环电流控制具有以下特点:

  1)滞环电流控制是基于电流暂态的控制,具有动态响应速度快、鲁棒性好的优点;

  2)滞环电流控制本质是一种隐含载波的变频SPWM调制方式,在三相高功率因数整流器中,滞环控制的隐含载波频率随电网电压做周期性变化,变化频率为工频的2倍;

  3)滞环电流控制输出频谱范围宽,滤波较困难,谐波能量均匀分布在较宽的频带范围内。

  该方法将指令电流值与实际补偿电流的差值输入到具有滞环特性的比较器中,然后用比较器的输出来控制逆变器的开关器件。与三角载波控制方式相比,该方法开关损耗小,动态响应快。但是,该方法使开关频率变化较大,容易引起脉冲电流和开关噪声。后来,为限定开关频率的最大值而提出了变滞环带宽的改进算法,这必将影响响应速度和补偿电流跟踪精度。为了解决滞环电流控制变频的缺点,仍有不少学者在探索改进的方案,比如:限制最高开关频率,通过改变滞环宽度实现恒频控制等。

  近几年来,通过有源电力滤波器中滞环电流控制法,大大的提高了电网中电流的使用效率。在保持传统滞环电流控制电流响应快,准确度高等特点的同时实现了开关频率的稳定。