陈铁柱等：一种PWM整流器虚拟磁链矢量重构方法 ·289· 20 20 15 15 -10 -10 -15 -15 20 00.050.100.15.0.200.250.300.350.400.450.50 -2000050.i00.is02002s030n3540045050 图10基于两种方法的整流器交流侧a相电流波形.(a)基于一阶低通滤波观测方法：(b)基于矢量重构方法 Fig.10 Experimental waveforms of phase A current based on two different observers:(a)fist-order low-pass filter observer:(b)vector reconstruc- ting observer 6M) 600 (a) 550 550 5400 500 450 50 400 400 2 350 350 300 300 250 250 200 200 00.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50 00.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50 人 图11基于两种方法的整流器直流母线电压动态响应.()基于一阶低通滤波观测方法：(b)基于矢量重构方法 Fig.11 Experimental waveforms of DC voltage based on two different observers:(a)first-order low-pass fllter observer:(b)vector reconstructing ob- server 图11(a)为使用一阶低通滤波虚拟磁链观测方法 滤波器带来的电压矢量幅值衰减和相移，并在Matlab/ 下的整流器直流母线电压动态响应波形，负载变化时 Simulink仿真平台和DSP控制的实验平台上进行了对 电压降幅为32V左右：图11(b)显示的为使用矢量重 比和分析.仿真和实验表明：(1)在测试系统动态响应 构技术进行虚拟磁链观测的整流器直流母线电压动态 时，采用矢量重构技术的虚拟磁链定向型直接功率控 响应波形，其加载时的电压降大约为18V,且恢复时间 制系统明显克服了一阶低通滤波器会带来幅值衰减和 有一定减小.以上实验结果与系统仿真结论基本一 相位变化，可以更准确地得到虚拟磁链的幅值和相位 致，证明该方法在提高虚拟磁链估算精度和整流器动 观测值.(2)基于矢量重构技术与传统一阶低通滤波 态响应中的有效性，且该过程容易在数字控制器中 方法的虚拟磁链定向型直接功率控制系统均能稳定运 实现 行于单位功率因数状态，且采用矢量重构技术后的控 制系统电流谐波总畸变率较小.(3)由于能更准确地 5结论 观测出虚拟磁链，采用矢量重构技术的虚拟磁链定向 本文针对传统一阶低通滤波器会带来电压幅值衰 型直接功率控制系统的控制性能得到提高，在发生负 载扰动时能更好地抑制直流母线电压波动 减和相移的问题，提出一种基于矢量重构原理的虚拟 磁链观测方法，通过分析一阶低通滤波器的幅频特性 参考文献 和相频特性对电网电压矢量的影响，分别对滤波后的 [1]Zhang C W,Zhang X.PWM Rectifier and lts Control.Beijing: 电压矢量幅值和相位进行重构，消除了引入一阶低通 China Machine Press,2003陈铁柱等: 一种 PWM 整流器虚拟磁链矢量重构方法 图 10 基于两种方法的整流器交流侧 a 相电流波形． ( a) 基于一阶低通滤波观测方法; ( b) 基于矢量重构方法 Fig． 10 Experimental waveforms of phase A current based on two different observers: ( a) fist-order low-pass filter observer; ( b) vector reconstruc￾ting observer 图 11 基于两种方法的整流器直流母线电压动态响应． ( a) 基于一阶低通滤波观测方法; ( b) 基于矢量重构方法 Fig． 11 Experimental waveforms of DC voltage based on two different observers: ( a) first-order low-pass fllter observer; ( b) vector reconstructing ob￾server 图 11( a) 为使用一阶低通滤波虚拟磁链观测方法 下的整流器直流母线电压动态响应波形，负载变化时 电压降幅为 32 V 左右; 图 11( b) 显示的为使用矢量重 构技术进行虚拟磁链观测的整流器直流母线电压动态 响应波形，其加载时的电压降大约为 18 V，且恢复时间 有一定减小． 以上实验结果与系统仿真结论基本一 致，证明该方法在提高虚拟磁链估算精度和整流器动 态响应中的有效性，且该过程容易在数字控制器中 实现． 5 结论 本文针对传统一阶低通滤波器会带来电压幅值衰 减和相移的问题，提出一种基于矢量重构原理的虚拟 磁链观测方法，通过分析一阶低通滤波器的幅频特性 和相频特性对电网电压矢量的影响，分别对滤波后的 电压矢量幅值和相位进行重构，消除了引入一阶低通 滤波器带来的电压矢量幅值衰减和相移，并在 Matlab / Simulink 仿真平台和 DSP 控制的实验平台上进行了对 比和分析． 仿真和实验表明: ( 1) 在测试系统动态响应 时，采用矢量重构技术的虚拟磁链定向型直接功率控 制系统明显克服了一阶低通滤波器会带来幅值衰减和 相位变化，可以更准确地得到虚拟磁链的幅值和相位 观测值． ( 2) 基于矢量重构技术与传统一阶低通滤波 方法的虚拟磁链定向型直接功率控制系统均能稳定运 行于单位功率因数状态，且采用矢量重构技术后的控 制系统电流谐波总畸变率较小． ( 3) 由于能更准确地 观测出虚拟磁链，采用矢量重构技术的虚拟磁链定向 型直接功率控制系统的控制性能得到提高，在发生负 载扰动时能更好地抑制直流母线电压波动． 参 考 文 献 ［1］ Zhang C W，Zhang X． PWM Ｒectifier and Its Control． Beijing: China Machine Press，2003 · 982 ·