四象限变流器双闭环电流控制的研究

象限变流器进行验证。参数设计如下：

交流侧：网侧交流电压Us=1500V,频率fs=50HZ，线路电阻RS=0.2Ω，线路电感Ls=1.19mH；直流侧: 输出电压指令Ud=3000V，电容Cd=0.01F，二次滤波环节C2=3mF,电感L2=0.84mH；电流内环PI参数为：Kip=4.55,Kli=210,电压外环PI参数为：Kvp=0.5，Kvi=291。

运用双闭环直接电流控制，启动过程的仿真结果如图5所示。从图中可以看出，双闭环直接电流控制启动电流波动比较小，动态响应速度快，在0.3s时加上负载后，输入电压和电流的功率因数为1，得到良好的效果。

图5 软启动到加上负载时的仿真波形： (a) 输入电压和输入电流波形； (b)输出电压波形。

增大负载后的仿真波形如图6所示。在负载切换的过程中，输出直流电压跌落30V，波动比较小，网侧输入电压和输入电流在经过1个工频周期后保持同相位，稳定后变流器功率因数接近于1。

图7 额定牵引负载到再生负载时的波形：(a) 输入电压和输入电流波形；（b) 输出电压波形

5 结语

本文分析了四象限变流器的工作原理，提出了四象限变流器的数学模型，建立了双闭环直接电流控制的仿真模型。通过仿真对四象限变流器系统的结构、系统的稳定性、系统的动静态响应以及系统的参数对系统的可靠性、稳定等性能的影响进行了研究。仿真结果表明，双闭环直接电流控制四象限变流器具有良好的动态响应和稳态特性。

参考文献

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[2] 赵振波，许伯强，李和明.高功率因数PWM整流器综述.华北电力大学学报.2002年第29卷第4期：36~40

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[5] 潘诗峰，赵剑锋，王洵.大功率交流电子负载的研究.电力电子技术.2006年第40卷第1期：97~10

作者简介

刘娟 ，女，生于1984年，西南交通大学硕士研究生，研究方向为电力电子。■