滑模控制策略在三相PWM整流器中的应用①

蒋龙云，岳倩倩，张 俊，朱 敏

(安徽三联学院电子电气工程学院，安徽 合肥 230601)

0 引 言

随着非线性负载的大量出现，电网的谐波问题也变得逐渐严重化。对于以往的二极管整流器及只能控制导通而不能控制关断的晶闸管整流器，由于其整流环节不完全可控,将造成交流电网侧的功率因数比较低。为了使整流器在工作过程中更加高效清洁，就必须要求整流器装置交流侧电流正弦化，这些只能通过PWM整流器才能实现。目前双闭环PI控制是三相电压型PWM整流器(三相VSR)的主要控制方法，控制算法简单易实现，但由于PI环节的作用总有一定的滞后性，这就使得当系统参数发生变化时，PI控制环节很难快速跟随响应。在双闭环PI控制算法的基础上稍作改进，电压外环摒弃传统的PI控制而采用滑模控制策略，电流内环先进行解耦，再采用PI控制，并通过Simulink加以仿真验证，结果表明，采取滑模控制后系统的响应速度有所增加，抗干扰能力有所增强。

1 三相电压型PWM整流器数学模型的建立

PWM整流电路的拓扑结构如下图1所示，包含三对桥臂，每对桥臂由上下两个管子构成。其中，ea，eb，ec为输入侧三相电源的电动势，L为输入侧电感参数，R是输入侧导线的电阻，ia，ib，ic为三相输入电流。C为直流侧稳压电容，稳定输出电压Vdc。

图1 三相半桥电压型PWM整流电路主电路结构图

由图1可知，当ea，eb，ec为三相对称电源时，PWM整流器在abc三相静止坐标系下的数学模型为：

(1)

由式子(1)可知，三相VSR整流器在abc坐标系下的数学模型中包含微分关系，是非线性的并且随时间变化，研究比较复杂。……