PFC (correction du facteur de puissance, PFC) attention de nombreux chercheurs à la maison et à l'étranger, par rapport aux trois phases classiques topologie PFC, topologies redresseur VIENNE ayant moins dispositif de commutation, la faible contrainte de commutation, pas de temps mort, rendement élevé . Nouveau redresseur VIENNE filtre LCL, ce qui peut réduire efficacement les harmoniques de courant d'entrée, un fonctionnement efficace à la puissance de l'unité. L'application de la topologie joue un rôle important dans le chargeur hors carte avant la classe et d'autres domaines.
Document l'aide d'un pic de résonance amélioré la structure bicyclique quasi de commande de puissance directe du filtre LCL, la performance du redresseur peut être soulevée. Document de puce DSP en utilisant une fréquence de résonance de réglage de retard de commande numérique; feedforward commande de service compensation de transition LCL filtration PFC correction apparaissant. Document Optimisation spécifiée boucle de contrôle harmonique du point de vue de la conception d'ingénierie, de réduire la distorsion de courant d'entrée.
Réglage complexe actuel et beaucoup de temps, et d'autres inconvénients de la méthode de réglage des paramètres de conception classique. Avec le développement vigoureux de l'intelligence artificielle, document à en utilisant l'algorithme intelligent pour un onduleur ou un contrôleur de paramètres redresseur sont optimisés, le résultat de correction est significative, les propriétés de PSO unique.
En modélisant redresseur VIENNE, et régulateur PI conçu filtre LCL, nous proposons un algorithme PSO multi-groupe multi-positions (MMMMPSO) à plusieurs vitesses multi-cibles pour optimiser les paramètres globaux. Établi modèle d'optimisation hors ligne pour optimiser l'effet de la simulation du redresseur comparaison VIENNE à un groupe de particules standard (PSO). Construire un prototype redresseur triphasé 5 kW, prouver la fiabilité et la validité du programme.
conception redresseur triphasé VIENNE
1.1 Modèle mathématique et la conception du filtre LCL
VIENNA redresseur topologie de filtre LCL représenté sur la figure 1. . filtre LCL peut améliorer les défauts de filtre classique L, mais la charge de travail plus grande et les paramètres de conception complexes. Modèle simplifié et filtre LCL conçu comme suit.
Le circuit de phase pour établir un modèle mathématique est:
conception du contrôleur numérique 1.2 PI
Pour réduire la complexité du modèle, en fonction de la structure de topologie du filtre conventionnel L, à savoir L = Lg + Lr. VIENNE redresseur arbre abc à couplage fort entre les phases ne sont pas propices la conception du contrôleur. Après que le courant de boucle interne de coordonnées de conversion, moins d'effets de couplage entre l'axe dq, peuvent être considérés comme ayant un contrôle de la symétrie, en considérant seulement un seul axe. Cas d'axe d, la commande de tension DC d-axe commande la bague extérieure, d'axe q est pas, le courant d'instruction à une valeur donnée, la configuration du système de commande de PI du schéma de principe du redresseur triphasé représenté sur la Fig.
udref figure, ed (s), edn (s), idref, RL (s), id, ido, cdu respectivement le signal de commande de tension continue, le signal d'erreur et le signal de tension de rétroaction de commande de tension de boucle externe, le signal de commande de courant de boucle interne retour d'erreur signal de courant, le signal de sortie du côté courant alternatif, la charge côté courant continu, le signal de commande de courant, le courant de charge côté courant continu, la tension de charge côté courant continu. KPV, boucle de tension KIV sont proportionnelles, coefficient intégral; KPi, KII, respectivement proportionnel boucle de courant, le coefficient intégral; Ts, Kpwm chaque période d'échantillonnage et le module de PWM gain équivalent.
2 MMMMPSO et modèle d'optimisation hors ligne
2.1 MMMMPSO principes et conception
Ce document présente un roman de MMMMPSO algorithme. optimisation multi-objectif de dépasser les limites de l'objectif traditionnel unique d'obtenir la solution optimale. Et un certain nombre de la population de la population primaire auxiliaire constituent l'ensemble de la population. Chaque menu auxiliaire classes de particules cible de la population de tiques indépendamment optimisés pour veiller à ce que la diversité de la population; Evolution de l'information sélectionnée au principal optimiser la croix de la population cible globale, afin d'assurer la convergence de l'algorithme. multi-positions à plusieurs vitesses peut mieux peser les minima locaux et mondiaux, et améliore la gamme d'itération. La structure générale de l'algorithme est représenté sur la Fig.
2.1.1 La population principale et mise à jour de localisation multi-mode
équation de mise à jour de la population sur la base de l'essaim de particules primaires standard , définie comme suit:
Dans lequel l'intervalle Wmax, Wmin, t, tmax, k et R3 sont le poids d'inertie maximale, le minimum, le poids d'inertie, l'itération courante, l'itération maximale, constante aléatoire .
2.1.2 aider la population avec un mode de mise à jour à plusieurs vitesses
Population des particules de groupe de particules secondaires inférieure à travers une pluralité d'itérations pour obtenir des informations pour sélectionner la plus petite remise en forme, d'améliorer la formation d'une nouvelle diversité de la population de la population principale. Procédé d'amélioration de facteur de compression mise à jour à plusieurs vitesses et le procédé consiste à la mise à jour chaotique.
(1) améliorer le facteur de compression de la vitesse de mise à jour de la formule:
Où est une valeur empirique.
les variables du Chaos sont les suivantes:
2.2 La fonction objectif
2.2.1 paramètre d'optimisation du filtre LCL
PSO particule individuelle est représentée par un ensemble de vecteurs à quatre dimensions: X = Ce dernier est l'aptitude des particules. fonction objective de formule (2), la formule (3), la contrainte est de formule (4) à (8).
2.2.2 Paramètres du régulateur PI optimisation numérique
Sous le contrôle d'un système de coordonnées tournant à trois phases de courant continu, afin de garantir ed (s), la distorsion harmonique totale edn (s) et les valeurs d'identification sont aussi petits que possible, la distorsion harmonique totale (THD) et par le temps dans l'erreur absolue intégrée (la ITAE), la fonction objective comme un redressement du système triphasé régulation PI. La formule de combinaison est la suivante:
Système hors ligne modèle d'optimisation 2.3
le système d'optimisation de MMMMPSO basée sur le modèle du redresseur triphasé comme représenté sur la Fig.
3 simulation et expérience
3.1 Analyse des résultats de simulation
Mise en place MATLAB / modèle de simulation Simulink selon l'analyse ci-dessus, les principaux paramètres de la tension d'entrée triphasé 220 V, la tension de sortie nominale de 560 V, le condensateur à courant continu (c1 = c2) 0,6 mF, la fréquence de commutation est de 100 kHz. Système MMMMPSO basé sur PSO et la tension grille-côté et le courant à l'état stable sont approximativement sinusoïdale et en hauteur de phase, mais celle-ci est faible ondulation, la forme d'onde sensiblement amélioré. Ensuite, chaque entrée analyse de Fourier courant rapide (FFT) représentée sur la figure. Le THD est de PSO 20,65%, MMMMPSO THD de 1,88%. Afficher MMMMPSO peut effectivement éviter l'essaim locale de particules optimale dans le cas et ne pouvait pas sortir de la zone apparaissent, il y a une capacité de suppression d'harmoniques efficace.
La figure 6 est une tension de sortie en courant continu à la fois de la forme d'onde. Stable Figure 6 (a) est d'environ 0,35 s à une réaction de tension de sortie et le dépassement sont préférables. La figure 6 (b) est d'environ 0,17 s pour atteindre l'équilibre et de la tension de sortie de l'état d'équilibre est meilleure.
0,03 s lorsque le système de coupe de support de réponse MMMMPSO dynamique comme le montre la Fig. récupération rapide après le passage à la tension de sortie continue la consigne de fréquence 560 V. La tension de perturbation de charge côté réseau et des formes d'onde de courant représenté sur la figure 8, peut être une augmentation soudaine du courant HowNet double face et de la tension côté réseau constant, avec la phase est toujours proche de la pulsation.
3.2 Vérification expérimentale
Dans cet article, la puce DSP contrôle TMS320F28033, l'algorithme d'optimisation basé MMMMPSO, VIENNE construire une plate-forme de prototype redresseur triphasé 5 kW, les mêmes paramètres et les paramètres de simulation de prototype.
Lorsqu'un courant à l'état stable et la tension de réseau du côté de la forme d'onde de tension de sortie représentée sur la figure 9, la charge mutées de 2,5 kW à 5 kW tension du côté de la grille et des formes d'onde de courant et de tension de sortie comme représenté sur la Fig. facteur de puissance du redresseur synchrone est égal à 1 et l'état du contenu harmonique de base à des exigences de conception de la rencontre, toujours courant de ligne sinusoïdale et d'une transition en douceur, plus petite ondulation de la tension de sortie et une bonne réponse dynamique.
4 Conclusion
Cette conception basée sur l'essaim nouvelle de particules d'algorithme dans le redresseur triphasé VIENNE. L'utilisation principale MMMMPSO algorithme d'optimisation des filtres de LCL et paramètres du régulateur PI numérique redresseur extrémité avant, par rapport à la simulation de PSO traditionnel montrent que l'algorithme proposé est efficace pour améliorer la ligne d'onde de courant et de réduire la distorsion harmonique totale, un redresseur tension de sortie obtenu une bonne performance stable et dynamique. La vérification expérimentale du prototype, lorsque la charge de la mutation, le courant d'entrée et la tension de sortie dans un temps très court pour obtenir l'équilibre dynamique, la tension d'entrée et le courant sont toujours en phase, ce qui indique que le redresseur est VIENNE et la supériorité robuste dans le programme.
références
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Informations sur l'auteur:
Hsu argent, Shaoru Ping, Yuan Donglin
(Nanjing University of Science College de génie électrique et de contrôle, Nanjing 211816)
