基于PSCAD/EMTDC的数控电容在PWM整流器中的应用仿真研究

2 000 μF、5 000 μF时的直流侧电压变化曲线如图4所示。

基于软件仿真数据验证[6]得出以下结论：当电容取值大于1 100μF时，满足纹波小于1%的要求;当电容取值小于2 000 μF时，可以较快地反应电压跟随性指标。因此确定电容取值范围为1 100～2 000μF。
3.2.2直流侧电压抗扰性分析
参考文献[1]分析直流侧电压的抗扰性的依据是PWM整流器的工作模式由最大功率整流变化到最大功率逆变时引起的直流侧电压波动最严重的情况，此时输入输出功率偏差最大，过渡过程最长。而PWM整流器经常工作在相同的工作模式下，可以根据直流电压上的谐波要求来设计电容，稳态时直流输入电流为直流量，谐波主要来源于一个开关周期内的开关谐波，其能量很小，引起的直流电压波动也很小，设计电容值远小于参考文献[1]中的电容设定上限值。因此，在直流侧电压跟随性指标确定的电容范围内，直流侧电压的抗扰性变化不大。
综上分析表明，PWM整流器工作在相同模式时，电容值的调整对于改善直流侧电压跟随性能效果明显，但是对于改善直流侧电压抗扰性效果有限。
　与改善PWM整流器网侧电流时的在线调整数控电感的方法不同[7]，数控电容参数的调整需要在直流侧电压参考值发生变化前完成，并且调整量分档尽量小，否则会出现较大的电压波动。
本文使用PSCAD/EMTDC软件建立了PWM整流器的仿真模型。基于软件仿真验证的确定电容取值在较小范围。提出了利用数控电容替代传统的电容器，使得电容在线调整改善电压环的动态响应的方法。仿真结果表明，电容的变化对直流侧电压跟随性能改善效果显著。该方法可根据不同情况下的控制要求，预先调整电容，灵活实现直流侧电压控制目标，在小功率电源变换电路和控制电路中有一定应用价值。
参考文献
[1] 张崇巍, 张兴. PWM整流器及其控制[M]. 北京：机械工业出版社，2003.
[2] BLASKO V,KAURA V. A new mathematical model and control of a three-phase AC-DC voltage source converter[J]. IEEE transactions on Power E1ectronics,1997,12(1):116-123．
[3] 伍旭鹏.三相电压型PWM整流器的研究[D].长沙：湖南大学,2009.
[4] 吴庆彪.基于dSPACE 的PWM整流器的研究[D].上海：东华大学,2010.
[5] 张岭,谷志锋,尹志勇. 动态电压恢复器同步基准正弦电路设计实现[J].电子设计工程, 2010,18(11):33-36.
[6] 张岭,曹曼,邢娅浪.基于软件仿真验证的含运放电路应用设计[J].现代电子技术,2010,33(22):12-14.
[7] 张岭,赵锦成,邵天章,等.基于数控电感的PWM整流器网侧电流改善研究[J].电子技术应用,2011,37(06):74-76.