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4 仿真实验结果
本文针对的三相电网是模拟高速永磁同步发电机发出的高频交流电,交流电网频率f为1kHz、相电压有效值为220V,开关频率fs为200kHz,三相交流侧电感L为0.065mH,直流母线侧电容为550uF,电流传感器的测量内阻为0.1Ω。应用的仿真软件是PSIM,为了验证所采用的单周期控制的可行性,对以下3种情况进行了仿真。情况(1):电网电压零序分量v0为0即三相电网对称,如图7所示输入电流完全跟踪电网电压,输出电压稳定;情况(2):电网电压B相缺失,C相电压幅值减少20%,相位超前A相1500,如图8(b)所示,输入电流跟踪电网电压非零序分量,负载在0.28s时过载30%,输出电压经0.06s后稳定,系统正常可靠工作;情况(3):B相电压幅值减少30%,相位滞后A相1500,C相电压幅值减少20%,相位超前A相900,波形如图9所示。
图8情况2电网缺相不对称
图9情况3电网不缺相不对称
5 结论
针对传统的矢量模式单周期控制三相PWM整流器在不对称电网时,具有两个固有缺点:(1)开关损耗不能保证最低;(2)在电网极端缺相时,系统不能正常可靠工作。应用对称分量法分析不对称电网电压的特点,得出三相输入电流分别与对应相电压非零序分量成比例。本文最后采用电网电压非零序分量选择矢量区间,通过分析比较,所采用的单周期控制能保证在系统任何情况,开关损耗最低。最后仿真验证了采用的单周期控制在电网极端缺相时仍能正常工作,提高了矢量模式单周期控制三相PWM整流器的可靠性能。