器。另外，過多運(yùn)算環(huán)節(jié)容易引起控制誤差甚至錯誤。從本質(zhì)上講，空間電壓矢量調(diào)制是基于規(guī)則采樣的正弦脈寬調(diào)制算法，最終目的是優(yōu)化開關(guān)函數(shù)。

(2)SPWM調(diào)制控制

移相采樣SPWM是PWM技術(shù)中應(yīng)用于PWM整流器控制比較早的技術(shù),包括規(guī)則采樣和自然采樣,其開關(guān)頻率固定,有明顯載波,用模擬和數(shù)字電路容易實(shí)現(xiàn),但是無法克服其直流電源利用率低的缺點(diǎn)。使用模擬電路實(shí)現(xiàn)時,脈沖開關(guān)時間很短,幾乎瞬間完成,但是硬件投資較多,不夠靈活,參數(shù)的改變和系統(tǒng)的調(diào)試都比較復(fù)雜。使用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)時,以軟件為基礎(chǔ),其投資少,靈活性好,缺點(diǎn)是計(jì)算脈沖寬度時需要一定的延時和響應(yīng)時間。但是隨著高速、高精度微處理器的發(fā)展,采用數(shù)字化SPWM技術(shù)已經(jīng)占領(lǐng)了主導(dǎo)地位,而且SPWM輸出電壓諧波主要是開關(guān)頻率及其倍數(shù)的諧波,容易濾除。

(3)開關(guān)邏輯表控制

這種控制方式主要是使用優(yōu)化開關(guān)邏輯表來達(dá)到控制目標(biāo),是基于直接功率控制和電流控制所提出的。其過程主要依賴于瞬時有功及無功功率控制環(huán),不需要電流內(nèi)環(huán)和PWM調(diào)制模塊,通過預(yù)估有功功率和無功功率值與給定值之間的瞬時誤差來選擇開關(guān)邏輯,與電流滯環(huán)控制有點(diǎn)相似,不同之處在于電流滯環(huán)開關(guān)輸出直接與誤差有關(guān),而開關(guān)邏輯輸出不僅與功率滯環(huán)帶和誤差有關(guān),而且與電壓矢量所處扇區(qū)有關(guān)。相對于電壓定向的控制方式而言,不需要坐標(biāo)變換,不需要計(jì)算開關(guān)作用時間,實(shí)時性要求不高,其缺點(diǎn)是開關(guān)頻率不固定,需要高速處理器。

(4)電流滯環(huán)控制

這種控制方式開關(guān)邏輯輸出是由滯環(huán)帶寬和電流誤差所決定的,其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、響應(yīng)速度快、諧波相對較小,過程容易實(shí)現(xiàn)。其最大缺點(diǎn)是在固定帶寬內(nèi),給定參考電流在一個周期內(nèi)PWM脈沖頻率差別很大,開關(guān)頻率不固定。在頻率低的一段,電流的跟蹤性差于頻率高的一段,而且參考電流變化率接近零時,功率開關(guān)管的工作頻率增高,加劇開關(guān)損耗,甚至超過功率器件的安全工作區(qū)。輸入電流頻譜隨機(jī)分布,給交流側(cè)濾波器設(shè)計(jì)帶來困難。

3、PWM整流器控制技術(shù)展望

近年來有關(guān)PWM整流器控制的研究緊緊圍繞以下幾個方面:

(1)減小AC側(cè)輸入電流諧波畸變率,降低其對電網(wǎng)的負(fù)面效應(yīng)。

(2)提高功率因數(shù),減小整流器的非線性,使之對電網(wǎng)而言相當(dāng)于純阻性負(fù)載。

(3)提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)能力,減小系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)時間。

(4)降低開關(guān)損耗,提高整個裝置的效率。

(5)減小直流側(cè)紋波系數(shù),縮小直流側(cè)濾波器體積,減輕重量。

(6)提高直流側(cè)電壓電流利用率,擴(kuò)大調(diào)制波的控制范圍。

根據(jù)上述控制要求,隨著PWM整流器控制策略研究的不斷深入,其控制技術(shù)主要向以下幾個方面發(fā)展：

(1)電網(wǎng)不平衡條件下PWM整流器的控制技術(shù)研究

目前關(guān)于電網(wǎng)處于不平衡狀態(tài)時,PWM整流器的研究主要圍繞整流器網(wǎng)側(cè)的電感及直流側(cè)電容的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,或者是通過控制系統(tǒng)本身去改善和抑制整流器輸入側(cè)的不平衡因素。為了使PWM整流器在電網(wǎng)處于不平衡狀態(tài)下仍能正常運(yùn)行,必須提出相應(yīng)的控制策略。

(2)將非線性控制理論應(yīng)用到PWM整流器控制技術(shù)中

為提高PWM整流器的性能,研究人員開始將非線性狀態(tài)反饋控制,Lyapunov非線性大信號方法以及無源性控制理論應(yīng)用到PWM整流器控制中。待研究的主要問題是最佳能量函數(shù)和反饋控制率的確定方法。

(3)智能控制技術(shù)的研究

針對PWM整流器的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)難以確定,以及系統(tǒng)參數(shù)具有非線性和時變性的問題,為進(jìn)一步提高PWM整流器的性能,將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)合起來,利用模糊邏輯的智能推理機(jī)制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力,將組成更好的控制方案。

4、結(jié)束語

本文主要論述了PWM整流器控制技術(shù),分析了幾種控制策略,最后對PWM整流器控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,PWM整流器技術(shù)將會不斷地發(fā)展和深入,從而促進(jìn)PWM整流器廣泛應(yīng)用在更廣闊的領(lǐng)域。