研究与开发
|
10kW三电平有源功率因数校正的控制方法
张治国
合肥华耀电子工业有限公司,合肥 230031
A control method for 10kW three-level active power factor correction
ZHANG Zhiguo
ECU Electronics Industrial Co., Ltd, Hefei 230031
摘要 本文介绍三电平有源功率因数校正的关键控制方法。首先,给出基于正弦脉冲宽度调制(SPWM)的三电平有源功率因数校正的控制原理,介绍电流环路和电压环路的设计过程。然后,为了让PI调节更精确,给出一种占空比前馈的控制方法。最后,介绍这些控制方法在数字信号处理器(DSP)中的实现过程。本文推荐的有源功率因数校正的控制方法简单可靠,实验结果验证了其有效性。
关键词 :
三电平 ,
整流器 ,
前馈控制 ,
环路设计
Abstract :The key control methods of three-level active power factor correction (APFC) are introduced. Firstly, the control block principle of three-level APFC based on sinusoidal pulse width modulation (SPWM) is given. The design process of current loop and voltage loop is introduced. Then, in order to achieve more accurate proportion integral (PI) regulation, a duty feed-forward control method is presented. Finally, the realization process of these control methods in digtal signal processor (DSP) is introduced. Here, the APFC control method recommended in this paper is simple and reliable, and the experimental results verify its validity.
Key words :
three-level
rectifier
feed-forward control
control-loop design
收稿日期: 2020-09-21
作者简介 : 张治国(1977—),男,武汉市人,博士,主要从事大功率开关电源研发工作。
引用本文:
张治国. 10kW三电平有源功率因数校正的控制方法[J]. 电气技术, 2021, 22(4): 50-56.
ZHANG Zhiguo. A control method for 10kW three-level active power factor correction. Electrical Engineering, 2021, 22(4): 50-56.
链接本文:
http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2021/V22/I4/50
[1] 刘森森. 电网受干扰时VIENNA整流器同步与控制方法的研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2012. [2] 张龙威. 基于VIENNA的电动汽车大功率充电桩整流器的设计与实现[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2018. [3] KOLAR J W, ZACH F C.A novel three-phase utility interface minimizing line current harmonics of high-power telecommunicaions rectifier modules[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1997, 44(4): 456-467. [4] YOUSSEF N B, AL-HADDAD K, KANAAN H Y.Real-time implementation of a discrete nonlinearity compensating multiloops control technique for a 1.5kW three-phase/switch/level VIENNA converter[J]. IEEE Transactions on Indutrial Electronics, 2008, 55(3): 1225-1234. [5] 汪万伟, 尹华杰, 管霖. 双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定[J]. 电工技术学报, 2010, 25(2): 67-72, 79. [6] 徐德鸿. 电力电子系统建模及控制[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006. [7] LAI Rixin, WANG Fei, BURGOS R, et al.Average modeling and control design for VIENNA-type rectifiers considering the DC-link voltage balance[J]. IEEE Transaction on Power Electionics, 2009, 24(11): 2509-2522. [8] 张东升, 张东来, 王陶, 等. 三电平整流器的PFC及中点平衡控制方法[J]. 电工技术学报, 2009, 24(10): 81-86. [9] GAO Tiefeng, ZHAO Jianfeng.Dynamic model for VIENNA rectifier operating in continuous and discon-tinuous conduction model[C]//IECON2015-41st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, Yokohama, 2015: 977-982. [10] QIAO Chongming, SMEDLEY K M.Three-phase unity-power-factor star-connected switch (VIENNA) rectifier with unified constant-frequency integration control[J]. IEEE Transaction on Power Electionics, 2003, 18(4): 952-957.
[1]
赵参, 顾硕, 黄超, 罗乃好, 严攀. 三相四线三电平静止无功补偿发生器在不平衡负荷下的新控制方法 [J]. 电气技术, 2020, 21(2): 31-37.
[2]
李闯, 黄陈蓉, 徐宏健, 王鑫琪. 基于神经元Proportional Integral自适应控制的T型三电平逆变器中点电位平衡控制研究 [J]. 电气技术, 2019, 20(4): 26-31.
[3]
史晓阳. 航空用高功率因数可控升压整流器仿真研究 [J]. 电气技术, 2019, 20(4): 12-15.
[4]
林镇煌, 毛行奎. Type-III数字补偿器在双Buck逆变器中的实现 [J]. 电气技术, 2019, 20(2): 7-11.
[5]
刘青松. 100A/400V模块化电能质量综合治理装置的研制 [J]. 电气技术, 2019, 20(12): 46-50.
[6]
朱爱华, 赵涛, 徐宏健, 季宁一. 基于虚拟同步发电机控制的T型三电平并网逆变器研究 [J]. 电气技术, 2019, 20(11): 11-15.
[7]
季宁一, 赵涛, 徐友, 徐宏健. T型三电平并网逆变器的设计与实现 [J]. 电气技术, 2018, 19(8): 11-15.
[8]
徐尘, 付立军. 电容滤波型不控整流装置2/3/2/0导通模式的数值分析 [J]. 电气技术, 2018, 19(2): 36-41.
[9]
黎越, 陆治国, 王友, 罗邱银. 基于新型四电平子模块拓扑的多电平整流器 [J]. 电气技术, 2017, 18(9): 10-14.
[10]
段恋鸿,张代润,黄钰. 三相三开关降压型PWM整流器的研究 [J]. 电气技术, 2017, 18(1): 13-17.
[11]
苏家庆. 一种新的三电平光伏逆变器中点平衡算法 [J]. 电气技术, 2016, 17(8): 46-49.
[12]
张宏亮, 周鹏. 一种减小四象限级联型变换器母线电容纹波电压的控制方法 [J]. 电气技术, 2016, 17(7): 68-74.
[13]
林凌宇. Vienna整流器功率因数校正数字控制策略 [J]. 电气技术, 2016, 17(2): 42-45.
[14]
周围, 韩礼冬, 李钢, 赵静. 基于PSCAD/EMTDC的微电网永磁直驱风力发电系统建模与仿真研究 [J]. 电气技术, 2016, 17(2): 52-57.
[15]
綦慧, 卢昭禹. I型NPC式三电平变流器中点电位平衡控制的研究与实现 [J]. 电气技术, 2016, 17(12): 59-64.