基于虚拟磁链定向矢量控制的三电平PWM整流器仿真研究

功电流参考id*值分别与反馈值id和iq比较，经PI调节器输出参考电压矢量vd*和vq*。对此参考矢量进行反旋转变换，得到整流桥交流侧的控制量。由此，可采用具有中点平衡功能的三电平SVM调制策略得到三相桥臂的开关信号Sa、Sb、Sc，控制整流桥工作。

4仿真研究

本文对三电平PWM整流器虚拟磁链定向矢量控制策略进行了仿真，仿真所用参数如表1所示。

表1三电平PWM整流器用于仿真的参数

图3给出了仿真结果。其中，图3（a）为网侧相电压（ea）、电流（ia）仿真波形，在0.1s时负载突然由半载加到满载。可以看出：电压电流相位一致，经计算功率因数在0.99以上。图3（b）给出了满载情况下，网侧电流波形频谱。可以看出：总谐波畸变率约为2.63%。图3（c）给出了直流母线电压（Vdc）波形。可以看出：在突加负载情况时，会引起母线电压的跌落（20V）。图3（d）给出了整流桥交流侧线电压（Vab）波形。

（a）

（b）

（c）

（d）

图3三电平PWM整流器VFOC仿真波形：（a）网侧相电压、电流；（b）稳态电流频谱；（c）直流母线电压；（d）整流桥交流侧线电压

仿真结果表明：采用本文所提出的VFOC控制策略，能够实现三电平PWM整流器的单位功率因数控制，网侧电流为正弦波。从母线电压波形可以看出，直流环节的动态比较快，负载从半载到满载的突变引起母线电压的跌落约20V左右，比较小。显然，与传统的VOC控制相比，采用VFOC策略的三电平PWM整流器动态响应得到一定程度的提高。

5结束语

本文在结合传统VOC和虚拟磁链的基础上，为实现无传感器控制，提高系统可靠性和降低成本，推导了三电平PWM整流器中虚拟磁链的观测方法，提出了基于虚拟磁链的三电平PWM整流器无网侧电压传感器的控制方法，并进行了仿真研究。

PWM整流器主电路与交流电机的主电路有很大的相似性，类似于交流电机磁场定向矢量控制，在PWM整流器中可以构造一个虚拟电网磁链作为定向矢量,可以省去PWM整流器电网电压定向所必须的交流电压传感器，从而降低了PWM整流器的成本。仿真结果表明：PWM整流器虚拟电网磁链定向的无电网电压传感器矢量控制方案有良好的动静态特性。

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