為了提高電力機(jī)車四象限變流器抗擾動性能,提高其對鐵路供電頻率變化、電網(wǎng)諧波含量高的適應(yīng)能力,提出了一種四象限變流器寬頻抗擾控制方法。通過優(yōu)化電流環(huán)控制器和鎖相環(huán)控制策略,在保證動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度的基礎(chǔ)上,增強了控制方法對電網(wǎng)頻率變化的魯棒性,具有較高的系統(tǒng)可靠性及良好的諧波特性。所采用的寬頻抗擾控制方法完成了仿真分析和大功率試驗,仿真和試驗結(jié)果驗證了所使用方法的有效性。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖２間接矢量控制算法框圖??Ｆｉｇ．?２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｖｅｃｔｏｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ??

象限變流器中選??取為電網(wǎng)基頻角頻率，即（ｙ１?＝?（２ｉｒｘ５０）?ｒａｄ＊ｓ－１；／ＣＰ和尺ｕ分??別為ＰＲ調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和諧振系數(shù)。??為減弱頻率變化對控制器性能的影響，需要??對ＰＲ控制器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，其主要思路是在不??影響基頻點響應(yīng)的同時盡量擴(kuò)展基頻諧振點附近??頻率的響應(yīng)帶寬，使其在基頻（５０±３）?Ｈｚ附近具??有較高的增益，在其他頻段時表現(xiàn)為高阻抗特性。??ＰＲ控制器優(yōu)化的主要手段是對Ａ：Ｐ，?Ａ參數(shù)進(jìn)行??合理設(shè)計和選擇，不同參數(shù)下ＰＲ控制器波特圖??如圖３所示，可見心主要影響頻率響應(yīng)的寬度，心??主要影響頻率響應(yīng)的衰減幅度。??圖３不同Ａ：ｐ，Ａ：ｒＴＰＲ控制器的波特圖??Ｆｉｇ．?３?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ＰＲ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＫＰ?＆??通過對ＰＲ控制器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選擇合適??的心，心參數(shù)，可大幅減弱頻率變化對控制器性??能的影響。優(yōu)化后ＰＲ控制器的波特圖見圖４，其??在５３?Ｈｚ和４７?Ｈｚ處幅頻響應(yīng)均在２０?ｄＢ以上，相??頻響應(yīng)在８８°以上，具有較高幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。??Ｉ??ｒｒ＋－ｉ??ＡＴ??．??１０２?丨?０４?１０６??ｗ／ｒａｄ?＂Ｓ＿１??Ｆｉｇ．?２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｖｅｃｔｏｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ??電壓外環(huán)采用ＰＩ控制器對中間直流母線電??壓進(jìn)行控制，使其實際值達(dá)到給定指令值；電流內(nèi)??環(huán)采用ＰＲ控制器對交流側(cè)電流進(jìn)行無誤差控??制；鎖相環(huán)獲取電網(wǎng)相位，用于構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)指令??值與電網(wǎng)相位同步，使得四象限變流器功率因數(shù)??為１；脈沖調(diào)制將調(diào)制波轉(zhuǎn)換為脈沖傳至高壓側(cè)?

抗特性。??ＰＲ控制器優(yōu)化的主要手段是對Ａ：Ｐ，?Ａ參數(shù)進(jìn)行??合理設(shè)計和選擇，不同參數(shù)下ＰＲ控制器波特圖??如圖３所示，可見心主要影響頻率響應(yīng)的寬度，心??主要影響頻率響應(yīng)的衰減幅度。??圖３不同Ａ：ｐ，Ａ：ｒＴＰＲ控制器的波特圖??Ｆｉｇ．?３?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ＰＲ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＫＰ?＆??通過對ＰＲ控制器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選擇合適??的心，心參數(shù)，可大幅減弱頻率變化對控制器性??能的影響。優(yōu)化后ＰＲ控制器的波特圖見圖４，其??在５３?Ｈｚ和４７?Ｈｚ處幅頻響應(yīng)均在２０?ｄＢ以上，相??頻響應(yīng)在８８°以上，具有較高幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。??Ｉ??ｒｒ＋－ｉ??ＡＴ??．??１０２?丨?０４?１０６??ｗ／ｒａｄ?＂Ｓ＿１??Ｆｉｇ．?２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｖｅｃｔｏｒ?ｃｏｎｔｒｏｌ??電壓外環(huán)采用ＰＩ控制器對中間直流母線電??壓進(jìn)行控制，使其實際值達(dá)到給定指令值；電流內(nèi)??環(huán)采用ＰＲ控制器對交流側(cè)電流進(jìn)行無誤差控??制；鎖相環(huán)獲取電網(wǎng)相位，用于構(gòu)成電流內(nèi)環(huán)指令??值與電網(wǎng)相位同步，使得四象限變流器功率因數(shù)??為１；脈沖調(diào)制將調(diào)制波轉(zhuǎn)換為脈沖傳至高壓側(cè)??進(jìn)行控制。??３．１?ＰＲ控制器寬頻抗擾設(shè)計??電流內(nèi)環(huán)ＰＲ控制器是一種諧振控制器，對諧??振頻率處的信號能夠進(jìn)行增益為１的無誤差跟??圖４優(yōu)化后ＰＲ控制器的波特圖??Ｆｉｇ．?４?Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＲ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ??３．２鎖相環(huán)控制方法??四象限變流器開關(guān)頻率較低，在電網(wǎng)頻率變化??范圍較寬工況下，單純依靠時鐘計

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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