三相PWM变换器矢量控制与直接功率控制研究

由图可得：

由此可知，如果电网磁链矢量位置确定，通过选择不同的电压空间矢量，可控制磁链矢量分量ψod，ψoq的变化效果，继而可决定每个电压矢量对有功、无功功率的影响。

电压矢量的标识、扇区的划分及三相PWM变换器磁链矢量如图5所示。

根据上述分析，可得三相PWM变换器DPC开关表，如表1所示。

根据以上分析，得到如图6所示的三相PWM变换器DPC框图。

4 实验及结果分析

搭建了基于XC2785单片机的实验平台，并对三相PWM变换器的矢量控制与DPC进行实验比较及分析。实验参数为：直流母线电压200 V，网侧进线电感20 mH，三相PWM变换器开关频率为10 kHz，每相电阻负载Rf=77 Ω。实验对三相PWM的矢量控制与DPC进行比较，波形如图7所示。

图7a，b示出两种方案稳态时功率因数为1的a相电压、电流比较波形。由图可见，矢量控制方案电流波形正弦度好，而DPC的电流波形发生畸变，但两种控制方案均能保证系统单位功率因数运行，达到预期控制目标。

图7c，d为两种控制方案在母线电压由200 V变化到280 V时的动态比较波形。图7e，f为两种控制方案在无功分量动态变化时的比较波形。分析可知，矢量控制达到稳态后较为稳定，控制性能良好，但动态过程较长。而DPC动态性能良好，能迅速达到稳态，但稳态后波形略有振动

5 结论

对三相PWM变换器的矢量控制与基于滞环控制的直接功率控制进行比较分析，通过实验可知：电网电压定向的矢量控制有固定的开关频率，稳态性能良好，但由于通过双闭环进行控制，算法较为复杂，因受PI参数的制约，动态响应稍慢。基于滞环控制的直接功率控制算法简单，具有良好的动态性能，但其开关频率不固定，稳态时电流纹波较大，稳态性能不如矢量控制。两种方案各有优缺点，但皆能达到预期的控制目标