基于内模控制的三电平PWM整流器控制方法

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（上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072）

1 引言

PWM整流器具有交流侧电流谐波含量小，功率因数高，能量双向流动等突出优点，因而在AC／DC功率变换中得到了广泛应用［1］。目前，在中等功率应用场合，一般采用两电平PWM整流器；而在高压大容量应用场合，PWM整流器一般采用多电平的拓扑结构［2－3］。如在轧钢和轨道交通系统中广泛应用的高压大容量三电平变频调速系统，其整流环节多采用三相的三电平整流器［4］。与两电平PWM整流器相比，二极管钳位式三电平PWM整流器具有明显的优势，因此得到越来越多的应用。

为了提高系统的动态响应和降低谐波分量，近年来国内外学者提出了多种电压型PWM整流器的控制策略。传统的PWM整流器采用双闭环控制策略，电流内环采用PI调节器进行前馈解耦。然而这种方法参数多，调节比较复杂，同时对系统参数准确性要求也较高。

本文将内模控制（IMC）原理应用于三电平PWM整流器中，用内模控制来代替传统双闭环中的电流内环PI调节器。在Matlab中对IMC电流调节器进行了仿真分析，结果表明了内模调节器的设计不仅对PWM整流器参数的依赖性较小，容易调整，并且具有优良的电流内环动态响应性能。

2 三电平整流器的数学模型

二极管钳位式三电平PWM整流器的主电路结构如图1所示。其中ea，eb，ec为电源电压，ia，ib，ic为交流侧输入电流，L和R分别为每相的滤波电感和等效串联电阻。RL为整流器负载，Ed为反电动势。

根据三电平整流器的拓扑结构，可以建立其在……