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

(2)SPWM調制控制

移相采樣SPWM是PWM技術中應用于PWM整流器控制比較早的技術,包括規(guī)則采樣和自然采樣,其開關頻率固定,有明顯載波,用模擬和數(shù)字電路容易實現(xiàn),但是無法克服其直流電源利用率低的缺點。使用模擬電路實現(xiàn)時,脈沖開關時間很短,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)的調試都比較復雜。使用數(shù)字電路實現(xiàn)時,以軟件為基礎,其投資少,靈活性好,缺點是計算脈沖寬度時需要一定的延時和響應時間。但是隨著高速、高精度微處理器的發(fā)展,采用數(shù)字化SPWM技術已經(jīng)占領了主導地位,而且SPWM輸出電壓諧波主要是開關頻率及其倍數(shù)的諧波,容易濾除。

(3)開關邏輯表控制

這種控制方式主要是使用優(yōu)化開關邏輯表來達到控制目標,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),不需要電流內環(huán)和PWM調制模塊,通過預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邏輯,與電流滯環(huán)控制有點相似,不同之處在于電流滯環(huán)開關輸出直接與誤差有關,而開關邏輯輸出不僅與功率滯環(huán)帶和誤差有關,而且與電壓矢量所處扇區(qū)有關。相對于電壓定向的控制方式而言,不需要坐標變換,不需要計算開關作用時間,實時性要求不高,其缺點是開關頻率不固定,需要高速處理器。

(4)電流滯環(huán)控制

這種控制方式開關邏輯輸出是由滯環(huán)帶寬和電流誤差所決定的,其優(yōu)點是結構簡單、工作可靠、響應速度快、諧波相對較小,過程容易實現(xiàn)。其最大缺點是在固定帶寬內,給定參考電流在一個周期內PWM脈沖頻率差別很大,開關頻率不固定。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,功率開關管的工作頻率增高,加劇開關損耗,甚至超過功率器件的安全工作區(qū)。輸入電流頻譜隨機分布,給交流側濾波器設計帶來困難。

3、PWM整流器控制技術展望

近年來有關PWM整流器控制的研究緊緊圍繞以下幾個方面:

(1)減小AC側輸入電流諧波畸變率,降低其對電網(wǎng)的負面效應。

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

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

(4)降低開關損耗,提高整個裝置的效率。

(5)減小直流側紋波系數(shù),縮小直流側濾波器體積,減輕重量。

(6)提高直流側電壓電流利用率,擴大調制波的控制范圍。

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整流器的控制技術研究

目前關于電網(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)側的電感及直流側電容的設計準則,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)下仍能正常運行,必須提出相應的控制策略。

(2)將非線性控制理論應用到PWM整流器控制技術中

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)智能控制技術的研究

針對PWM整流器的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中的PI調節(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,為進一步提高PWM整流器的性能,將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制結合起來,利用模糊邏輯的智能推理機制和神經(jīng)網(wǎng)絡的自學習能力,將組成更好的控制方案。

4、結束語

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