三电平整流器SVPWM控制系统优化

下面介绍一个具体SVPWM控制系统，属于间接控制，不采用电流滞环，现将此种控制方式叙述于下。

由于三相可控整流器各变量的动态过程变化速度是不一样的，其中交流侧电流变化快，直流电压波动慢。针对这一特点，设计了整流器的控制系统，如图5-17所示，图中的控制结构分为内环和外环两种方式，内环控制交流电流，外环控制直流电压，PLL锁相环用来获得电网电压的角度，坐标变换为ABC系/dq系。

图5-16 逆变状态下，整流器向电网回馈有功功率

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图5-17 SVPWM三电平整流器的控制电路

控制过程如下：外环电压|U_d1|+|U_d2|=2U_d（两个滤波电容电压）和给定的电压2U_d^*比较，通过PI调节器给出内环电流给定信号i_d^*，以保证在稳态时实际直流电压和给定电压相等。i_d^*和经过矢量旋转坐标变换获得的d轴电流i_d相比较，经过PI调节器，获得d轴电压的给定值u_d。同样，为了保证电网电压和电流同相，将q轴的电流参考值i_q^*给定为0，并和经过坐标变换后得到的i_d相比较，通过PI调节器，得到q轴电压给定值u_q。对两个电压给定值经过坐标变换后，通过电压空间矢量PWM算法，得出驱动功率开关器件的PWM脉冲信号。电流内环通过控制开关器件的动作，实现实际dq轴电流i_d、i_q对给定电流i_d^*和i_q^*的跟踪，要求在保证稳定性和一定精度的同时具有快速响应和鲁棒性。

在系统稳态运行情况下，可以保证三相整流器的直流电容电压稳定在给定电压的附近。同时，q轴的电流在零附近。这样就同时实现了电网功率因数为1和直流侧电容电压稳定的功能，同时也改善了输入谐波。