Wei Li 1, Wei Jincheng 1, Zhu Xiumin 1, 2 long Yong, Wang Yao 2, Cao Taiqiang 1
(1. École de génie électrique et de l'information électronique de l'Ouest de la Chine Université, Chengdu 6100392. École de génie électrique et de l'information, Université du Sud-Ouest pour Nationalités, Chengdu 610041, Chine)
La fonction de l'espace modulation vectorielle puissance directe directe commande de puissance virtuelle (commande de puissance directe avec l'espace modulation vectorielle, DPC-SVM) algorithme de commande appliqué au système redresseur parallèle, construit vecteur de flux de réseau virtuel comme un vecteur d'orientation, d'annuler côté objet du capteur de tension du réseau alternatif, une réduction parallèle des coûts de matériel; SVPWM en améliorant le module de commande classique pour obtenir l'effet de suppression de la circulation, ce qui réduit les pertes d'énergie du système. Par rapport à la grille tension sur la base du courant conventionnel orienté système de commande parallèle, un nouveau procédé est proposé dans une commande en boucle pour obtenir les mêmes performances que le procédé classique, et peut réduire considérablement le nombre de capteurs, ce qui augmente la robustesse du système. Les résultats de simulation de vérifier l'exactitude et la faisabilité des stratégies d'amélioration proposées.
Etant donné que la correction du facteur de puissance convertisseur PWM triphasé ayant un facteur de puissance élevé et de faibles avantages harmoniques et d'autres, l'entraînement du moteur, et la grille de distribution de puissance non interruptible il y a eu une utilisation de plus en plus répandue de . Pour un certain nombre de stratégies de commande de redresseur PWM assez peut varier en fonction du vecteur d'orientation de l'objet et la commande de boucle interne, la stratégie de contrôle est divisée en quatre catégories: l'orientation de la tension de commande de courant (tension Orientation de configuration, COV), en fonction de la scène de flux virtuel commande de courant (commande d'orientation de flux virtuel, VFOC), sur la base de l'orientation de la commande de puissance directe (tension de commande de puissance directe, V-DPC), et une commande de puissance directe basée sur le flux virtuel orienté (Virtual Power Control Flux direct, VF-DPC). Par rapport aux COV, VFOC, V-DPC, le DPC-commandé sur la base de la puissance directe de l'orientation de flux virtuel VF est plus appropriée pour la présence d'une distorsion harmonique dans la tension du réseau et déséquilibré. Ici, le courant d'appoint de courant alternatif, la tension continue et la fonction de commutation de chaque dispositif d'alimentation bras de pont redresseur PWM à trois phases estimées puissance instantanée en application de commande de puissance directe sans que le capteur de tension de grille; régulateur PI continu et le module SVPWM traditionnel comparateur d'hystérésis de remplacement et une table de commutation pour régler la fréquence de commutation est pas fixe et un problème de fréquence de commutation élevée.
redresseur monophasé car la puissance nominale est limitée, ne peut pas répondre aux besoins de l'économie nationale, le redresseur triphasé en système parallèle a été largement étudiée au cours des dernières années . redresseur parallèle produira circulation, tandis que la circulation et rendre la distorsion de forme d'onde de courant triphasé se produit, une augmentation de la consommation d'énergie, réduit système d'utilisation de l'énergie, la taille de la circulation est une mesure importante de la qualité de la performance du système parallèle. Procédé de suppression du régulateur de circulation intérieure et surtout une amélioration chaude courante espace vectoriel et un procédé de mode commun et de mode différentiel des courants appliqués suppression de courant. vecteur spatial amélioré est zéro vecteur pour introduire une stratégie de commande de rétroaction SVPWM traditionnelle, le courant homopolaire est contrôlée en contrôlant la tension de séquence nulle. Le procédé est appliqué au régulateur de régulateur régule l'axe d et d'axe q actif que le régulateur de puissance réactive régule le zéro plus un régulateur PI pour régler le courant homopolaire nul et la circulation. les courants de mode commun et mode différentiel procédé de suppression de courant pour la suppression de vecteur de répartition spatiale en ajustant le courant de mode commun à zéro du vecteur et de vibration des filtres pour réduire le courant de mode différentiel.
Document de La loi de Kirchhoff un convertisseur tension-courant connecté en parallèle à établir un modèle de circulation analyse la circulation de phase générant chaque cas en détail, qui peut être connu à partir de la circulation avec seulement les paramètres redresseur, des signaux de commande à trois phases d'amplitude de tension alternative sur la valeur, quel que soit le type de charge transportée. Mais le modèle de circulation mis en place dans cet article est très compliqué pour l'analyse théorique sur la circulation ne convient pas pour la simulation et la pratique. Document de en parallèle au redresseur dans l'analyse en composantes de boucle trois parties, mais seulement dans la circulation peut être efficacement supprimée au cours de grille normale. Document Un modèle mathématique du courant de séquence zéro, en utilisant l'extension de la bande passante pensée circulation, la circulation peut être bien supprimée. L'inconvénient est qu'un nombre excessif de capteurs utilisés dans les systèmes parallèles, ce qui ne contribuera pas à améliorer la fiabilité du système. Et une fois le principal module de commande échoue, le système mettra en péril l'ensemble parallèle. Afin d'améliorer la fiabilité du système, la nouvelle méthode proposée de commande, sans utiliser la tension du réseau et la stratégie de commande des portions parallèles d'un système de contrôle de stratégie de contrôle, respectivement.
1 - Analyse Théorie zéro capteur de courant de séquence et de la grille de modélisation tension Système parallèle
Système convertisseur parallèle représenté sur la figure 1, un parallèle direct au redresseur à deux source de tension PWM. Topologie ea, eb, ec représente une tension de réseau triphasé, L1 et L2 désigne l'inductance filtre de stockage d'énergie, AR1 et AR2 représente la résistance parasite et la résistance de ligne, C représente la sortie en courant continu du condensateur de filtrage du redresseur, RL représente la charge, N représente le point du bus continu point de référence, Udc représente la tension du bus à courant continu.
La figure 1 PWM Converter structure parallèle de la Fig.
En raison d'un trajet de circulation unique redresseur MLI n'existe, il n'y a pas de circulation, le système de circulation du redresseur en parallèle peut être défini comme suit:
Dans lequel x = 1,2, représentant le numéro du redresseur.
Dans lequel un redresseur à un exemple, l'estimation de la puissance instantanée stratégie de contrôle DPC est généralement effectuée à une double phase stationnaire aß système de coordonnées. Pour un réseau électrique triphasé, en raison de variations de l'amplitude du taux de flux correspondant est égal à zéro, à savoir dm / dt = 0, la puissance instantanée peut être simplifié à l'expression:
Dans lequel m est l'amplitude du flux virtuel vecteur , est la fréquence angulaire de la grille fondamentale.
1, la tension de côté de réseau du redresseur PWM force contre-électromotrice correspondant au moteur à courant alternatif triphasé, l'inductance côté réseau inductance de fuite équivalente de l'enroulement du moteur résistance équivalente correspondant à la résistance des enroulements du moteur. Par conséquent analogue à la méthode de l'observateur de flux moteur à courant alternatif pour observer le flux de réseau virtuel.
Dans les coordonnées aß, , flux virtuel axe composant peut être exprimée comme suit:
Dans lequel ux, ux VSR est le composant vecteur de sortie de tension -axe, x = 1,2, représentatif du nombre du redresseur.
De toute évidence, ux, ux VSR par la tension continue et les fonctions de commutation correspondants UDC Sax, Sbx, Scx modulation, à savoir:
Dans lequel Sax, Sbx, Scx sont A, B, C correspondant à la fonction de commutation triphasé.
vecteur virtuel orientation de flux directionnel que le vecteur de tension de réseau avec une précision plus élevée, parce que la tension correspondant à la caractéristique intégrale du flux d'un filtre passe-bas peut effectivement filtrer l'ondulation des harmoniques de courant et de tension Flux observateurs elle a un impact. Mais à cause de l'introduction partie intégrante, nous avons aussi besoin de surmonter les points d'orientation Shifting intégrale de flux virtuels. A cet effet l'introduction d'un intégrateur substitué filtre passe-bas (LPF), un effet d'intégration pour supprimer la composante continue introduite par le moment initial provoqué, et ensuite introduit dans un filtre passe-haut (HPF) pour compenser la fonction de transfert est:
Dans lequel la fréquence de coupure du filtre passe-bas est k1 fois la fréquence fondamentale du réseau, la fréquence de coupure du filtre passe-haut est parfois k2 la fréquence fondamentale de la grille. K1 est une constante positive typiquement dans la plage de 0,2 ~ 0,3, K2 est généralement fixée à k1 / 2. Après deux filtres de segments de forme d'onde de tension grille éliminer rapidement l'influence de la valeur initiale et la composante continue de l'erreur, mais il y a un écart entre l'amplitude et la valeur d'état de phase stable et la valeur réelle, de sorte que l'introduction de compensation, après simplification, peut obtenir:
flux amélioré du schéma fonctionnel de commande virtuel dans. la figure 2, on peut améliorer sensiblement éliminer l'écart entre la valeur réelle et la phase de régime permanent et de l'amplitude.
2 Amélioration de schéma fonctionnel de commande de flux virtuel de la Fig.
Dans le système parallèle, l'analyse de la trajectoire de circulation par la tension de la loi de Kirchoff courant peut être obtenue dans le modèle mathématique du courant homopolaire:
Dans lequel, le modèle équivalent du courant homopolaire de la figure 3. Circulation des paramètres clairs peut connaître le chemin et l'impact de la circulation après la mise en place d'un modèle équivalent courant homopolaire. Lorsque la boucle actuelle, la valeur peut être ajustée pour supprimer circulant source contrôlée, pour supprimer une idée générale de la circulation qui est utilisé dans le présent document.
- modèle équivalent courant homopolaire de la figure 3 en parallèle redresseur.
2 - courant homopolaire est supprimée
Lorsque les deux paramètres que les redresseurs en parallèle, si le signal de commande en utilisant le même, il n'y a pas de boucle. Mais dans la vraie vie, puis, en parallèle avec les paramètres redresseurs il est pas exactement la même, de sorte que la circulation est inévitable. La section de commande de cet article de contrôle de commande du régulateur PI continu bicycliques la génération SVPWM vecteur largeur d'impulsion de modulation spatiale en utilisant une technique d'impulsions.
Les systèmes traditionnels parallèles sont établis dans le système de coordonnées tournant, qui est une équation d'état:
A propos de la cérémonie ont été multipliées ed, peut alors être simplifiée
Le schéma fonctionnel de commande de puissance de boucle intérieure de. La figure 4, la tension de grille de l'état d'équilibre de la composante d'axe d est constante, peut prendre ed = 311 V.
4 schéma fonctionnel de commande de puissance de boucle intérieure de la Fig.
Pour la figure 1, si la circulation du flux de circulation à travers un redresseur pour produire 1, le procédé de commande classique est un contrôle dans lequel un seul redresseur afin de circulation de commande. Cependant, la méthode de commande classique présente des inconvénients importants, il est le grand système de circulation est l'effet de suppression pauvres. Par conséquent, cet article présente une nouvelle méthode de contrôle, le redresseur contrôle l'ensemble de la combinaison 1,2, schéma-bloc 5 de commande représenté sur la Fig. Redresseur module de génération de signal de commande d'impulsion 1 est obtenue à partir du module de SVPWM classique est améliorée. La figure 6 est une vue de profil d'un signal de SVPWM classique dans une période de contrôle Tc, et la distribution zéro du vecteur dans le cycle de commande intermédiaire et le dernier. Supposons que le rapport cyclique est égal à zéro des vecteurs d1 et d2, le rapport cyclique du vecteur zéro d0 = 1-d1-d2. vecteur de commande dans chaque cycle de commande par les deux Us vecteur non nul Ui (i = 1,2,3,4,5,6) et deux vecteurs nuls synthèse Uj (j = 0,7), 7 .
schéma bloc de commande de convertisseur parallèle de la figure 5
distribution du signal figure dans un délai de six SVPWM traditionnelle
La figure 7 commande le vecteur de tension avec le vecteur de tension de référence
Afin de supprimer la circulation, la présente DZ1 et DZ2 papier commande combiné, de sorte que la différence de tension provoquée par les différents paramètres de décalage, la tension de sortie du redresseur est le même. Pour régler DZ1 et DZ2, introduire des variables de contrôle y1 et y2. La figure 8 est un convertisseur modifié 1 dans le contrôle de la forme d'onde de SVPWM période,. La figure 9 est un redresseur de forme d'onde 2 SVPWM améliorée au cours d'une période de contrôle.
Convertisseur de signal amélioré de la figure 1. 8 dans le cycle de distribution SVPWM
Figure 9 améliorée redresseur 2 de distribution de signal de SVPWM dans un cycle de la Fig.
La figure 8, la figure 9 peut savoir le rapport cyclique de la séquence zéro:
L'équation (10) et (11) dans la formule (6) peuvent être obtenus:
homopolaire boucle de commande de courant peut être conçu pour:
Yx où yx est transformée de Laplace. x = 1,2, représentant le numéro du redresseur. Un schéma fonctionnel de commande du courant de séquence nulle comme le montre la Fig. En contrôlant la valeur de kp et ki peut obtenir le contrôle du courant homopolaire Iz.
bloc de commande de séquence zéro 10 dans la figure Circulation
3 Simulation et analyse des résultats
5 en construisant le modèle de simulation en simulation MATLAB, la comparaison ne inhibe pas la circulation et la circulation supprimée conclu. Du fait que les redresseurs en parallèle dans la vie réelle ne sont pas identiques, de sorte que dans le modèle de simulation, en prenant la valeur efficace de la grille d'alimentation en courant alternatif triphasé 220 V, les paramètres d'inductance L1 = 6 mH, L2 = 5,4 mH, la résistance parasite Rs1 = 0,5, RS2 = 0,7 condensateur DC C = 2200, une charge R = 15.
11 - courant de séquence nulle circulant à travers le redresseur 2 dans le cas de la stratégie de contrôle en boucle figure ne soit pas introduite. Résultats de l'analyse du redresseur deux circulation de tension-intensité à séquence zéro du retard échantillonné, si le signal de commande et le convertisseur synchrone redresseur 2 paramètres. Dans la simulation MATLAB, le signal de commande de redresseur 2 non synchronisé amplitude d'oscillation sinusoïdale et la fréquence de la circulation a un effet évident, le retard de grande amplitude échantillon était grande et la circulation d'une certaine périodicité, plus le retard échantillon la plus petite amplitude, plus la période de circulation, paramètre 2 plus proche de l'amplitude de redressement de la boucle plus petite.
courant homopolaire quand cas non corrigée du système parallèle 11 de la Fig.
- Stratégie de suppression de courant de séquence nulle est introduit, après ajustement du courant homopolaire 12, à partir du graphique que le courant homopolaire est bien contrôlée à plus ou moins 4 A. Ce document est y1 = y2 = Y3. L'analyse a révélé que le processus de correction, le courant de séquence nulle lorsque augmentée, par la formule (14) est augmentée de la valeur de la variable commandée y. La figure 8 est connu par le redresseur 1 lorsque le cycle de vecteur de commande de zéro (111) devient plus longue, le vecteur zéro (000) le temps devient plus courte et les valeurs DA1, DB1, DC1,. En même temps, est connu d'après la figure 7, un redresseur 2 vecteur nul pour ce cycle de contrôle (111) devient plus courte, le vecteur zéro (000) devient plus longue, ce qui réduit la valeur DA2 db2, DC2, la valeur augmente. Parce que d1, d2 constante, la constante de vecteur de commande Ux et en augmentant simultanément la différence de tension de séquence nulle dans un système parallèle. C'est lorsque les redresseurs commandés 1, à la fois pour assurer une sortie de tension constante Udc est de 600 V, tout en augmentant la valeur de la. Source de courant commandée en tension de séquence zéro à la figure 2, en raison des différents redresseurs paramètres de compensation 2 et le signal de synchronisation ne soit pas les pertes de tension de séquence zéro, supprimant ainsi la circulation. Ensuite, tout le temps, peut contrôler la taille de la source de tension de séquence nulle contrôlée en contrôlant la valeur de y, commandant ainsi le courant homopolaire.
La figure 12 système parallèle au fil du temps corrigé situation actuelle de séquence zéro
Et un intégrateur et d'éliminer sensiblement la dérive de l'écart entre les valeurs réelles de la phase et l'amplitude du procédé en régime permanent en utilisant le présent mémoire figure amélioré le contrôle de flux virtuel représenté en 2 surmonter l'intégration orienté flux virtuel. Redresseur , ß 2 du flux axial, flux cercle virtuel tracé sur la figure 13.
cercle virtuel 13 dans le flux de l'état d'équilibre
La figure réactives valeurs d'entrée active de la PQ 14, au temps t = 0,3 charge soudaine de la résistance parallèle R = 30, comme représenté, la fluctuation de la puissance réactive de l'état d'équilibre au voisinage de 0, la valeur moyenne proche de zéro. Forme d'onde du côté courant continu du système-parallèle 15 représenté sur la Fig.
La figure 14 système parallèle puissance active et réactive sur la Fig.
la figure tension DC forme d'onde 15 de la Fig.
La tension d'entrée de courant et à la Fig. 16, quand t = 0,4 s, l'analyse du courant alternatif du côté THD, THD = 2,31%. Shunt facteur de puissance calculé du redresseur 50,999. Analyse pour obtenir ajustés dans le temps du système en parallèle ts = 0,2 s, dépassement = 11,11%, au moment du chargement soudain de 0,3 s, le temps de récupération t = 0,06 s, avant et après la charge soudaine peut atteindre rapidement la correction du facteur de puissance .
Analyse THD 16 système parallèle de la figure AC côté d'une tension de phase et des formes d'onde de courant des courants
4 Conclusion
Dans ce document, la commande système VF-DPC-basé puissance directe virtuelle parallèle flux orienté proposé stratégie de contrôle de SVPWM a amélioré le système en parallèle avec la commande de partie parallèle. Les résultats expérimentaux montrent que le procédé basé sur la mise en parallèle du système orienté flux, ayant une suppression d'harmoniques pour réduire la fréquence d'échantillonnage, sans transformation de coordonnées, pas de capteurs de tension, etc. avantages. stratégie de contrôle de SVPWM peut être améliorée pour accroître la fiabilité du système, il peut être bien supprimée à l'état stationnaire et les mutations de la boucle de charge, pour assurer l'étalonnage et la tension de sortie PFC stable du côté DC. Faire preuve de la validité et de l'efficacité de l'approche proposée.
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