三相PFC控制设计(1)
发布网友
发布时间：2024-10-24 08:20
共1个回答
热心网友
时间：2024-10-25 02:55
三相PFC控制设计的探讨
在这一部分，我们将专注于三相PFC设计中的控制策略，特别是控制设计部分，而不涉及电容电感的选择。分析的对象是一个典型的2级三相变换器。要明确的是，PFC控制的目的是找到合适的变换器电压vca, vcb, vcc，以使输入电流ia, ib, ic满足特定要求。这里强调，PFC控制方法与PFC的电路架构无关，不论使用的是2级、3级还是更高电平数的变换器，主要区别在于调制策略。
具体电路参数包括：输入电压相电压277 V，线电压480 V，基波频率60 Hz，直流电压800 V，输入电感50 uH，直流电容1 mF。
为了简化分析，下表列举了用于计算的关键变量。
在讨论变换矩阵时，采用等长变换矩阵。
在控制方法方面，通常采用dq坐标系下的控制策略。在构建电流环模型时，建议对整个建模流程进行深入理解，尤其是那些初学时难以理解的环节。从电路角度看，电源电压与变换器电压之间的关系可以直接表示为电感电压。
接下来，我们将构建电流环模型，首先需要将上述关系表示为矩阵形式。目前，我们并未进行任何坐标变换或近似处理。为了得到dq坐标系下的结果，需要将原方程式两边乘以变换阵Tdq0。
需要指出的是，等式左边表示电源电压与变换器电压在dq坐标系下的结果，而等式右边的处理较为复杂。电感矩阵L为对角阵，因此可以与Tdq0交换位置。然而，在微分号中直接放置Tdq0是不恰当的，因为Tdq0是时间的函数，属于矩阵形式。这里使用了一个结论，即对于函数矩阵A和B，有 [公式] 。然后，将等式转化为dq坐标系下的形式。
将具体向量的元素代入，可以得到常见的电流环模型。与abc坐标系下的模型相比，主要区别在于最后一项的交叉耦合项。
许多人可能就此止步，简单接受这一结论，认为数学上是正确的。实际上，我认为更深入地理解dq模型的物理意义是值得的。首先，通过简化情况入手，假设一个稳定的三相系统，所有变量均为幅值、频率不变的正弦波。在dq坐标系下，id、iq对时间的导数为0，因此，上式右边只剩下交叉耦合项，且正负号不同。这个结果可以直观地理解为：电感两端的电压差与电流差在dq坐标系下相互对应，且电感电压的相位总是领先电流90度。
对于更复杂的情况，如果电流幅值随时间变化，电感电压可表示为：[公式] 。这里的第二项正是交叉耦合项，而第一项代表了电流幅值的变化，与原来电流的相角相同。这意味着，在dq坐标系下，电压与电流的方向一致，电压的幅值为Ldi/dt。
