1 引言
雙pwm變流器因其具有輸入功率因數(shù)高，諧波污染小，能量能夠雙向流動(dòng)等特點(diǎn)而備受人們關(guān)注。本文主要探討雙pwm變流器核心技術(shù)中的pi參數(shù)的確定。pi參數(shù)的整定方法有許多，如自適應(yīng)pid，模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，但這些方法在雙pwm變流器中不大適用，所以工程中仍采用常規(guī)古典方法，按誤差進(jìn)行比例和積分控制的pi調(diào)節(jié)器，此調(diào)節(jié)器技術(shù)已經(jīng)成熟，應(yīng)用比較廣泛，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)易于調(diào)整。實(shí)踐證明，常規(guī)古典pi調(diào)節(jié)器在雙pwm變流器中是可行的。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
電壓型雙pwm變流器的主電路如圖1所示。

圖1 雙向變流器的主電路

其中: 分別是三相交流輸入相電壓、相電流; l是交流側(cè)輸入電抗器;
構(gòu)成雙向變流器的三個(gè)橋臂，其結(jié)構(gòu)與普通逆變器相似，直流側(cè)濾波電容c，母線電壓為。

定義開(kāi)關(guān)函數(shù):

以a相為例，

把式(4a)、(4b)、(4c)分別代入式(1)、(2)、(3)中，有:

由于系統(tǒng)是三相三線制，有:

由(5)+(6)+(7)整理得:

設(shè)v*為橋臂中點(diǎn)電壓矢量, v為三相電源電壓矢量, 則

其中: t為開(kāi)關(guān)周期。

3 pi調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì)
雙向pwm變流器一般是雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)電流環(huán)的三相參考電流信號(hào)由外環(huán)電壓環(huán)通過(guò)pi調(diào)節(jié)器獲得，如圖2所示。

圖2 pi調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖(m=a,b,c)

在圖(1)中，由式(4)和式(11)可解得:

定義開(kāi)關(guān)狀態(tài)矢量s，有:
又因?yàn)?

由于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化時(shí)，母線電壓是個(gè)變化量，用u0表示變化量，所以上式為:
v*=u0×s (15)
把式(15)代入式(11)得:

上式電壓矢量v用向量形式表示，即v=eejωt
當(dāng)系統(tǒng)處于單位功率因數(shù)工作時(shí), 輸入側(cè)電流相位應(yīng)為:
i = is(t) ejωt (17)
由圖2得:

對(duì)(18)是進(jìn)行求導(dǎo)得:

由圖(1)得:

進(jìn)一步分析，直流側(cè)電流i可由雙極性二值邏輯開(kāi)關(guān)矢量s和交流側(cè)電流矢量i描述得:

式中:s*、i*表示s、i的共軛復(fù)矢量。
由式(16)得:

由式(20)、(21)、(22)得:

定義狀態(tài)變量:

所以
對(duì)式(26)、(27)在工作點(diǎn)()處進(jìn)行線性化處理:

因此，系統(tǒng)的特征方程為:

由勞斯穩(wěn)定判定可解:

4 試驗(yàn)結(jié)果
結(jié)合理論分析和多次樣機(jī)試驗(yàn), 整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)所選如下:輸入相電壓為220v時(shí), 輸入電感為4mh, 濾波電容為10000μf, 母線電壓為600v, 用87c196mc作為控制器芯片, 在程序設(shè)計(jì)中的pi參數(shù)依據(jù)上面所述確定一組參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果如下, 其中圖3是整流狀態(tài), 圖4是能量回饋狀態(tài)。

圖3 整流狀態(tài)相電壓電流圖

圖4 能量回饋相電壓電流圖

5 結(jié)束語(yǔ)
pwm變流器具有輸入波形好，功率因數(shù)高。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是從系統(tǒng)內(nèi)部主動(dòng)的解決諧波污染問(wèn)題。通過(guò)多次的樣機(jī)試驗(yàn)，所設(shè)計(jì)雙pwm變流器是可行的。

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跨國(guó)公司加大電力供應(yīng)與節(jié)能研發(fā)

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)正受到能源短缺的制約。日前，abb集團(tuán)設(shè)在北京的新研發(fā)中心正式成立。這家以電力和自動(dòng)化技術(shù)為專(zhuān)長(zhǎng)的公司將加大電力供應(yīng)與節(jié)約能源的研發(fā)。
“由電力、自動(dòng)化技術(shù)兩大虛擬實(shí)驗(yàn)室組成的北京研發(fā)中心將致力于中國(guó)政府優(yōu)先考慮的幾個(gè)領(lǐng)域，”abb(中國(guó))有限公司董事長(zhǎng)兼總裁路義普表示，如提高工業(yè)領(lǐng)域的效率以節(jié)約能源，提供更多的電力，以及800kv直流和1000kv交流特高壓輸電等。
不久前，ａｂｂ首次公布其中國(guó)年度業(yè)績(jī)。2004年新增訂單額超過(guò)26億美元，比2003年提高62％。該公司制定的在華實(shí)現(xiàn)贏利性發(fā)展的五點(diǎn)戰(zhàn)略，包括實(shí)現(xiàn)20％的年增長(zhǎng)率，至少新增投資1億美元，成本轉(zhuǎn)移、建立新研發(fā)中心和新募員工5000名。
abb首席執(zhí)行官白業(yè)功透露，該公司每年投入研發(fā)的資金占其銷(xiāo)售額的5％，2004年的研發(fā)投資是10億美元，而且，大部分投向了中國(guó)。北京研發(fā)中心將與上海的機(jī)器人研究和在廈門(mén)、廣州等城市開(kāi)展的產(chǎn)品研究連接在一起，并和我們?cè)O(shè)在美國(guó)、歐洲和印度等地的研發(fā)機(jī)構(gòu)組成一個(gè)全球網(wǎng)絡(luò)，研究電力技術(shù)和滿足中國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)的一些特殊需求。同時(shí)，繼續(xù)開(kāi)展自動(dòng)化技術(shù)的研究，其中，機(jī)器人應(yīng)用是工作重點(diǎn)。希望今年年底北京研發(fā)中心的人員數(shù)量達(dá)到50人，將來(lái)增加到100人。