高速铁路变流器电流控制技术：关键技术与理论成果

变流器的控制方法常用的有三角波调制PWM电流控制、滞环电流控制和空间矢量PWM控制等。

三角波调制PWM电流控制在6.2.2节已经介绍，它是用参考补偿电流作为调制波，三角波作为载波，通过对载波的调制得到所希望的PWM波，来控制变流器输出期望的补偿电流。其缺点是在不高的开关频率条件下，难以产生较理想的波形，即使开关频率较高，由于变流器固有的开关死区延时，降低了电压利用率，甚至会使波形发生畸变[107]。要想获得更为满意的效果，还需要采取一些改进措施。

滞环电流控制是将检测得到的期望补偿电流i*与实际变流器的输出电流iph进行比较，两者的误差作为滞环比较器的输入，通过滞环比较器产生控制主电路中的开关通断的PWM信号，从而控制补偿电流按照期望值变化。这种控制方式简单并具有较高响应速度，滞环宽度越小控制精度越高，但开关频率也越高。当滞环宽度一定时，开关频率总是变化的[108]。要想获得固定开关频率的滞环控制，就必须动态调整滞环宽度，这就是固定开关频率的滞环控制。(www.xing528.com)

空间矢量控制方法源于交流电机变频驱动，着眼于如何控制三相逆变器的功率开关动作来改变施加在电机上的端电压，使电机内部形成尽可能圆形的磁场。逆变器开关的不断适时切换就形成了这种新型PWM调制规律。由于磁链的轨迹靠综合的三相电压（电压空间矢量）来控制，所以这种PWM形成方式为电压空间矢量控制。后来这种控制方式被广泛应用于电力电子领域。其优点是在不高的开关频率下能够得到较好的控制效果，提高了直流电压的利用率[107]。

由于空间矢量PWM控制具有电压利用率高、动态响应快等优点，将空间矢量控制与滞环控制相结合可以得到较好的控制效果。针对常用的几种变流器，三相三桥臂变流器、三相四桥臂变流器和单相变流器，人们提出了多种控制方法。对于三相变流器主要有空间矢量控制、固定开关频率的空间矢量控制、滞环电流比较空间矢量控制和定频滞环空间矢量控制等[107～121]；对于三相四桥臂变流器主要有单周控制、定频空间矢量控制、三维空间矢量控制、滞环电流比较解耦控制等[122～140]。根据同相AT供电系统需要，以下主要介绍单相变流器滞环状态优化控制[56]、三相空间电压矢量控制[107，136]、三相滞环电流比较控制、滞环电流比较单臂开关控制、三相电流解耦定频滞环控制[116，114，142]和四桥臂电流比较解耦控制[122～136]等适合同相牵引供电系统的变流器的控制原理。