基于“單神經元+滑模變”的三相PWM整流器控制策略的研究

郭明良 于 浩 張 明

（黑龍江科技大學電氣與控制工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022）

0 引言

在 “碳達峰，碳中和”的雙碳政策下，各種儲能、新能源汽車等綠色電力產品擁有廣闊的應用前景。使用新能源產品離不開電能的轉換，傳統的相控或不控整流具有輸入電流諧波含量高、輸入功率因數低、輸出不穩定等劣勢。而三相PWM整流器具有輸出電壓穩定、輸入電流的諧波小、輸入側接近單位功率因數條件下運行等優勢。傳統三相PWM整流器多采用PID控制策略，主要是根據控制指令值和實時值的誤差來對整個系統進行調節，進而消除系統中直流側電壓和交流輸入電流的靜態誤差。但對基于PID的雙閉環控制系統而言，其未充分考慮時變狀態與整個系統的聯系，并且在整個雙閉環控制系統中，無論是電壓外環還是電流內環都沒有考慮外部干擾對系統所造成的影響。針對PID控制策略存在的問題，該文提出基于“單神經元自適應+滑模變結構控制”的PWM整流器的雙環控制策略。該控制策略具有較高的準確性和穩定性，可以輸出較寬的電壓范圍，輸入側的輸入電流具有快速響應、功率因數高、抗干擾能力強等特點。最后通過MATLAB/Simlink搭建了仿真模型，驗證了該控制策略的優越性。

1 三相PWM整流器的原理分析

三相VSR整流器的主電路拓撲系統結構圖如圖1所示。利用變量a、b、c和a′、b′、c′顯示主功率管的導通與關斷。以A相為例，a=1時，A相橋臂的上功率管開通，橋臂的下功率管關斷（即a′=0）；相反，a=0時，A相橋臂的上功率管關斷，橋臂的下功率管開通（即a′=1）。……