三相电流型多电平整流器的研究和设计  

Research and Design of Three-Phase Multilevel Current Source Rectifier

作　　者：白志红[1] 张仲超[2] 

机构地区：[1]华中科技大学电气与电子工程学院,武汉430074 [2]浙江大学电气工程学院,杭州310027

出　　处：《电工技术学报》2011年第7期195-202,共8页Transactions of China Electrotechnical Society

基　　金：国家自然科学基金(50907026);中央高校基本科研业务费HUST(Q2009013);中国博士后科学基金(20090451032)资助项目

摘　　要：在建立三相电流型多电平整流器(MCSR)数学模型的基础上,分别对其控制系统和电路参数的设计方法进行了研究。在控制系统方面,首先研究了三相MCSR的双闭环控制策略,文中给出的设计方法充分考虑了整流器内部电路参数(如分流电感)对控制系统的影响。当考虑分流电感参数的影响时,三相MCSR直流侧电压的传递关系体现为二阶系统特性。由于二阶系统在谐振频率处有很大的幅值增益尖峰,这不仅使系统的性能变差,也给控制系统的设计带来一定的困难。为此,本文提出增加负载电流前馈控制环节,该方法解决了开环幅值增益尖峰和系统快速性之间的矛盾,使得系统即便采用较小的回路增益,仍可具有较快的动态响应和较好的稳态性能。在电路参数方面,提出了一种简单、通用的分流电感以及直流侧滤波电容参数的设计方法。最后,通过一台三模块并联的三相MCSR的试验工作,进行了验证。Based on the mathematical model of three-phase multilevel current source rectifier （MCSR） developed in this paper,the design of control strategies and circuit parameters of MCSR are investigated.As for controlling,a double-loop control strategy for MCSR is developed,which considers circuit parameters of MCSR such as sharing-current inductors.When the sharing-current inductors are considered,the transfer characteristic of the dc voltage becomes second-order,which deteriorates the dc-side dynamic response.In this paper,a feed forward control of the load current is proposed to solve the conflict between the fast dynamic response and the gain peak of the second-order system at its resonance frequency,and even with the less loop gain,the system can achieve fast dynamic response and good steady state performance.This paper also presents a simple and general method to design the sharing-current inductors and the DC link capacitor in MCSR.Finally,an experiment on a three-module MCSR is carried out to verify the above proposition.

关 键 词：多电平 电流型整流器 前馈控制 参数设计 

分 类 号：TM461[电气工程—电器]