第２６卷第１期 Ｖ０Ｉ．２６ ＮＯ．１ ・湖 北 工 业 大 学 学报 ２Ｏ１１年０２月 Ｆｅｂ．２Ｏ１１ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ［文章编号］１００３—４６８４（２０１１）０１～００３７—０７ 带电机负载的四象限变流器运行特性研究 王恩德 ，黄声华 ，宁国云 ． （１＿华中科技大学电气－９电子工程学院 湖北武汉４３００７４ ２．湖北大禹电气科技股份有限公司湖北武汉４３００７４） ［摘要］分析了带电机负载逆变器拓扑的数学模型，借鉴交流电机统一控制思想，以同步电机与异步电机为例，对 交流电机进行了简化，得到了逆变器直流侧等效简化电路．并从电机的各种运行工况出发，分析了简化电路的合理 性，分别探讨了逆变和整流部分的控制策略．其中，逆变器部分重点分析了直接影响电机控制性能的参数辨识；整流 部分重点分析了几种提高整流器抗负载扰动的控制方法．最后搭建仿真平台验证了理论分析的合理性． ［关键词］四象限变流器；等效电路；参数辨识；抗负载扰动 ［中图分类号］ＴＭ４６ ［文献标识码］：Ａ 交流调速系统多采用ＡＣ／ＤＣ／ＡＣ的电路拓扑， 而且传统的交流调速系统前一级ＡＣ／ＤＣ多用不控 整流，然后利用逆变技术将直流量转化为电压频率 皆可调的交流量，从而构成调速系统．但是由于输入 侧采用不控整流，当电机处于发电机或是制动工况， 产生的再生能量将无法回馈给电网，只能存储于直 图１带电机负载的双ＰＷＭ四象限变流器结构 流侧的电容中，而使直流母线电压迅速泵升．为了防 止直流侧电容电压泵升得过高而损坏电容，往往采 用加一路制动电阻，以消耗这部分回馈能量．而且由 于采用不控整流，电网侧电流不可控，电流的谐波污 染较严重，同时也很难保证单位功率因数输入．随着 能源的日益紧缺以及对电网安全和电能质量要求的 图２ 三电平双ＰＷＭ四象限变流器结构 提高，可以实现能量双向流动、网侧电流可控、高功 率因数、低谐波含量的四象限变流器逐渐进入人们 的视野¨ Ｊ． 与两电平不一样，三电平整流桥（图２）的每个桥 臂有４个功率开关器件和２个辅助箝位二极管，因 此每相桥臂有３个基本电平状态．以整流部分为例， 当Ｓ ｚ导通， Ｓ 关断时，Ａ相交流侧相对于Ｏ点 的电平为 出 ，此时Ｓ 。、 共同承受７３出．由于两管有 １ 四象限变流器的基本拓扑结构 在低压小容量系统中，两电平双ＰＷＭ四象限 变流器拓扑结构（图１）由背靠背的２个可控三相桥 臂组合而成．由于整流侧可控，这种拓扑结构能够方 相同的电路参数，所以各自承受 出／２，同时箝位二 极管 ｓ承受的电压为 电压为ｆ 一 ，箝位二极管 承受的 ／２；当 与 导通，５。 与 关断 时，Ａ相交流侧相对于Ｏ点的电平为一 出。，此时５ 与Ｓ ｚ共同承受的电压为 ／２，同时箝位二极管 一 出 ＋ ，各自承受 ，箝位 承受的电压为 便地实现能量双向流动，输出侧电压可控，交流侧输 入电流正弦化，以及功率因数可调． ［收稿日期］２０１０—１１—１５ ［作者简介］王恩德（１９８５一）男，湖北汉川人，华中科技大学博士研究生，研究方向为电力电子与电力传动 ３８ 湖 北 工 业 大 学 学报 ２０１１年第１期 二极管Ｄ。 承受的电压为ｆ 出 一 出 、；当Ｓ ：与Ｓ。。导 通， 与 关断时，Ａ相交流侧相对于Ｏ点电平为 零，此时Ｓ。 承受的电压为＂Ｏｄｅ ，５以承受的电压为 出 ， 若Ａ相电流从交流侧流向直流侧时，Ｓ…Ｄ。 导通， Ｓ 、Ｄ 关断；若电流反向，Ｓ。 、Ｄ 导通，５…Ｄ。 关断． 、ｓ 。、Ｄ 和Ｄ。 承受电压为零． 多电平变换器的ＰＷＭ主要有载波调制法和空 间电压矢量调制（ＳＶＰＷＭ）法．载波调制法又有载 波层叠法和载波移相法．载波层叠法可直接用于二 极管箝位型多电平结构的控制，而载波移相法一般 应用于Ｈ桥串联多电平结构、电容箝位型结构及层 叠式多单元结构中．多电平空间矢量调制法也有不 同的实现途径，而针对不同的拓扑结构和要求，又派 生出许多具体的多电平ＰＷＭ控制策略． 多电平空间电压矢量（ＳＶＰＷＭ）和两电平空间 电压矢量（ＳＶＰＷＭ）类似，以实现空间圆形磁场（或 虚拟磁场）为目标．以三电平ＳＶＰＷＭ为例，每相输 出有三个开关状态，于是就可以输出３。＝２７种电压 状态组合，通过不同的开关组合实现综合矢量在空 间上以一定的轨迹运行． ｒｔｐｒｔ ｏ ｜… Ｉ ＼ ＼ ｐｐｎ ａ／ 图３三电平矢量分布图 空间矢量调制（ＳＶＭ）易于数字实现，相对于载 波调制方法，采用空间矢量法对电容中点电压进行 控制更为成熟． 三电平电路拓扑采用了更多的开关管，以实现 高电压和大容量，但是整流和逆变的功能实现上与 两电平是一样的．目前，已有众多国内外文献分别针 对两电平的双ＰＷＭ四象限变流器的高频整流部分 以及逆变带电机负载部分进行了研究，而将整流和 逆变结合起来研究的相对较少．本文将以两电平双 ＰＷＭ四象限变流器为基本电路拓扑，将整流和逆变 作为一个整体综合考虑，并针对四象限变流器带电 机负载的特性进行研究，建立逆变部分统一的等效 模型，针对不同的运行工况，讨论逆变器负载对高频 整流侧的影响． ２ 四象限变流器的数学模型 文献［７、８］采用了等效电路的方法，对四象限变 流器运行状态进行了分析研究．鉴于此，本文将重点 分析各种电机负载的特性，并试图建立一个统一的 简化等效负载模型，进而分析讨论四象限变流带电 机负载的运行特性． 图４ 同步电机的等效电路 图５异步电机的等效电路 图４和图５分别为同步电机和异步电机的等效 电路．可见，不管是同步电机还是异步电机，在电路 上均可等效为１个电阻、１个电感和１个反电动势串 联而成的简化等效电路（图６）． 图６ 电机的简化等效电路及相量图 由交流电机统一理论可知，永磁同步电机、无刷 直流电机以及各种新型电机（如双机械端口电机、双 馈电机、无刷双馈电机，无刷双机械端口电机等）均 可等效为１台或多台同步电机或是异步电机通过磁 场或是机械连接组合而成，只是在各种电机具体的 等效电路上，需要根据各自的独特性（如运行工况） 要求，将传统的同步机或异步电机等效电路稍作 改动． 图７双馈电机的等效电路 如图７所示的双馈电机等效模型 ．当转子静 第２６卷第１期 王恩德等 带电机负载的四象限变流器运行特性研究 ３９ 止时，ｓ一１，ｆ１～ｓ１２—０，即转轴输出机械功率为零， 电磁功率Ｐ 全部以转差功率Ｐ 形式回馈电网；当 电机运行在次同步电动工况时，０＜ｓ＜１，转子回馈 部分电磁功率给电网；当电机运行在超同步电动工 况时，ｓ＜０，此时ｉ 反向，即转子侧需从电网吸收电 功率；当转子以同步速旋转时，Ｓ一０，此时需要从转 子侧输入直流励磁电流．易知，图７可以进一步等效 为图６的简化等效电路． 于是，逆变器带电机负载可等效为图８所示的 电路． ＝ Ｉｏ －Ｒ ｏ／ ｉ２］一 １ －ｔ－ （ Ｓｎ－二 Ｓｌ）； ＇Ｕｄｃ］＂． １ ０ （上桥臂关断，下桥臂导通）． 三相桥臂负载中性点等效占空比 一告∑ １＆一 －（ １十 １十 １）＝＝＝ １． ｆ 一 ｎ［ ～（ｋ－－１）ｘ１２ｏ￣］， ｛Ｉ ＝ 一＝＝ 十 ｎ［１十 ｍ ｓｉｎ厂“一（“一 ｋ－１ ｘ１）ｘｌ２ｚＯ。 ＋ ．十 ・ 一１ ’２’３ Ｌｉｋ＋ｉｋＲ （ｓｋ－－Ｓ 、 出－－Ｃｋ一 （ 一ｓ ） 出一 一 ｓ１‘ｎ（ａ ＋ ）－－Ｅ．ｓｉｎａ 于是可得稳态电 。 一』ｓｉｎ（ａｋ— ）・ 稳态电压电流方程： ｃｏＬ／ｃｏｓ（ａｋ— ）十ＩＲｓｉｎ（ａｋ一 ）一 ｓｉｎｆａ女＋０、一Ｅｓｉｎｅ ． 三角变换后得： （ｏ￣Ｌｌｃｏｓ ９－－ＩＲｓｉｎ ）ＣＯＳ ｅｋ＋ （ＩＲＣＯＳ ９＋￣ｏＬＩｓｉｎ ）ｓｉｎｅ 一 （Ｖ ＣＯＳ ～Ｅ）ｓｉｎ ａ ＋ ｓｉｎ ０ｃｏｓ ａ ． （１） 由式（１）可得： ｆ ｃｏＬＩｓｉｎ ＋ＩＲｃｏｓ 一＂ＵｋＣＯＳ Ｏ－－Ｅ； １ｏＪＬＩｃｏｓ 一 ｓｉ“ 一Ｖｋｓｉｎ ． （２） 求解式（２），得电流幅值 ｑ）＝ｔｇ （ ／Ｒ）－－ｔｇ ［ｓｉｎ ０／（ｃｏｓ 一 ）］． 于是可得电流的时域解： ｉ 一Ａ ｅ ＋／ｓｉｎ ｆａ 一 ） （ 一１，２，３）． 令ｉ ｆ０ 一０，则 Ａ 一／ｓｉｎ ｒ 一ａ 、 （愚一１，２，３）． （３） 稳态运行时直流母线上的电流 一壹‘ 一 ｋ＝ｌ ｍ＿ｓｉｎ（ａ ＋ ）］× ［Ａ ＋／ｓｉｎ（口 －－９）］ （４） 由式（３）、（４）得： ・ Ｅｃｏｓ（ ＋ ）一 ＣＯＳ Ｕｏｔ＋Ｏ＋ｑ￣）］ 于是可得逆变器等效电导 Ｇ 一＿ ｉａｃ￣２ｃｏ＿３ｍｓ ０一ｐ２ｐ・ ８／１＋Ｒ。十（。叫Ｌ）Ｅｃｏｓ（ ＋ ）一Ｐ ＣＯＳ（ ＋ ＋ ）］．． 实际上，电机漏感很小，电机的机电时间常数ｒ 亦很小，一般为ｍｓ级，电流很快就趋于稳定，故可忽 略暂态分量的影响． ：：：等 俸鬻… 一 进而得图９所示等效电路． 如 ］Ｔ ‘Ｌ 图９带电机负载的逆变器的等效电路图 当电机处于电动机状态时Ｉ ＋ 『＜９ｏ。，则电流 为正方向，即能量由直流侧流向交流侧；当电机处于 制动或发电状态时Ｉ 十 Ｉ＞９０。，电流方向为负，即 ４０ 湖 北 工 业 大 学 学报 ２０１１年第１期 能量由交流侧流向直流侧．可见，此等效电路可等效 电机的不同运行工况． 逆变器部分和高频整流部分，分别进行考虑．而四象 限变流器待电机负载运行的特殊性，如电机的高跟 踪精度、电机负载运行工况的复杂性和多变性，要求 逆变器部分能够对电机进行高精度的控制，同时整 流部分能对电压电流进行快速跟踪而且要有很强的 ＋ ＋ ＋ 由等效前后要保持有功功率不变可得： ｃｏｓ （ ＋ ）ＲＬ一３１ Ｒ， 饥一 ６一 幽一 Ｒ Ｒ Ｒ 于是等效电阻Ｒ 一 ． 抗扰性，以保证带电机负载四象限变流器满足实际 ¨ ｋ 系统的要求． ３．１ 逆变器侧 一 ｌ 】ｌ ｌ忽略暂态，由式（５）得等效反电动势Ｃ 一 『 一詈 ］。 一一 一 针对不同的电机负载以及不同的控制目标，四 ｎ 由前面分析知：可将四象限变流器逆变部分等 效为负载Ｒ 与反电动势ｅ 的串联，进而将图１所 示的双ＰＷＭ四象限电路图简化为如图１０所示的 电路． 图１Ｏ双ＰＷＭ四象限电路等效图 取网侧电路中电感Ｌ 。一Ｌ 一Ｌ 一Ｌ ，每相电 感上的电阻Ｒ 。一Ｒ 一Ｒ 一Ｒ ，于是可得四象限变 流器的等效数学模型： ｌ ｃ ｄ ｖ ａ＝ ・ ＋ ・ ＋ ・ 一 ． 由于三相对称 ｒ １ 一 出。 ｌ ’ ＋ ＋ 一０， （７） Ｉ ｉ。＋ｉ６＋ｉ 一０． 由式（６）、（７）得 】 ． ． １ｎ一５－（ １ｎ十 １６十 １ｃ）‘ 直流侧负载电压电流方程 出一 出ＲＬ＋ＰＬ． ３ 控制策略 逆变器部分稳定运行时可简化为电阻与反电动 势组合成的等效负载，于是可将四象限变流器分为 象限变流器逆变器侧往往采取不同的控制策略．由 一一 一 交流电机统一理论可知，所有的这些电机均可等效 ｎ ｍ 为特定坐标系下的直流机，所以各种控制策略具体 出 出 千差万别，但其核心思想却是一致的．总体而言，无 外乎矢量控制和直接转矩控制． １１交流电机矢量控制 由图１１所示的交流电机矢量控制框图可知，电 机磁链的观测精度直接影响着电机控制性能的好 坏，这就要求准确获取定、转子电阻，漏感，互感等电 机参数．而电机运行工况复杂，电机的参数辨识显得 十分复杂． 电机的参数辨识可分为离线辨识和在线辨识两 种．离线辨识可分为三类：一是由电机结构参数利用 有限元等软件进行分析计算，这种方法计算量大，而 且对电机模型参数的精度要求高；二是频域辨识，根 据电机的频率特性来获得电机参数，虽然频域辨识 计算较为成熟，且稳定性好，但是由于建立在线性稳 态系统分析的基础之上，往往不能很好反应有一定 的非线性而且复杂多变的电机动态系统，所以基于 此的研究较少；三是基于时域的辨识，所谓基于时域 的辨识，即指注入特定波形的激励电压，从而实现电 机的参数辨识而目前随着电力电子器件的发展以及 全数字电机驱动器技术的广泛应用，大多数驱动器 都能够很方便地实现特定波形电压的注入，进而实 现参数辨识． 文献［１０～１１］通过改进的直流试验、堵转试验、 空载试验和阶跃电压试验等辨识感应电机的参数． 考虑到随着电机运行时间的增加，定、转子的温度也 第２６卷第１期 王恩德等 带电机负载的四象限变流器运行特性研究 ４１ 将增加，引起电机定、转子电阻的变化，因此在实际 跟踪速度，可以通过给定一定的ｑ轴电流，以加快电 操作中，可适当加一个温度修正参数以实现电阻的流的下降斜率．基于此文献［２８３提出一种利用负载 扰动动态过程中的无功电流来提高电流响应速度的 控制方法．文献［－２９～３０］采用基于幽坐标系下的电 压电流双闭环解耦控制，提出在电压电流双闭环基 ． 在线修正，从而提高电机在线运行的性能．此类离线 辨识的方法实现比较方便，物理意义清晰，从文献中 的试验结果看，辨识精度也基本能满足性能要求，因 此有很好的实用性． 础上增加一个负载电流前馈的控制．文献［３１］进一 步提出了瞬时无功电流 ≠０变结构控制的改进方 案．据此，可综合考虑带电机负载逆变器的控制 由于现代控制理论的迅速发展，很多研究人员 将现代控制理论的一些控制思想引人到电机参数的 辨识，提出了基于最小二乘法、扩展的卡尔曼滤波、 人工神经网络、遗传算法、模型参考自适应等一系列 的电机参数辨识方法ｌ１ ． ３．２ ＰＷＭ整流侧 为了提高ＰＷＭ整流的直流输出性能，国内外 学者提出了许多控制思路［２ ，在带电机负载的四 象限变流系统中，ＰＷＭ整流的负载为逆变器带电机 负载，而电机运行工况复杂多变，尤其要求ＰＷＭ整 流有强的抗扰能力． 四象限变流器逆变器稳定运行时可简化一电阻 串一反电动势的负载，可采用建立在ｄｑ同步旋转坐 标的解耦控制电流电压双闭环控制策略（图１２）． Ｓ１ ｓ２ ｓ３ ｓ４ ｓ５ ｓ６ １２ ＰＷＭ整流控制框图 由式（６）进行坐标变换可得同步旋转如坐标系 下的高频整流数学模型： ｆＬ ｄｉ ｄ Ｕｄ－ＳｄＶｄｅ＿Ｒ ＋Ｌ 。， ｛ＬＩ 身－． －－－ＳｑＶｄｃ－－ ， Ｊｃ 一知 ＋知 ． 式中，Ｓ ，Ｓ 为 ｑ坐标系下的开关函数； 为交 流侧电压的ｄ轴分量．交流侧电压矢量定向时，ｄ轴 与交流侧电压矢量Ｕ重合，且Ｕ 一己，， 一０；ｉ 、ｉ。为 交流电流的ｄ、ｑ轴分量 Ｕｃｃｌ￣ ＳｄＶ ｄｃ —于是可对整流部分实现基于 同步旋转坐标 系下的解耦控制．为了加快电流的下降斜率，提高其 性能． ４仿真分析与实验 本文搭建了以三相异步电机为负载的四象限变 流模型，并对此模型进行了仿真分析．三相异步电机 的参数为：视在功率３００ ０ ＶＡ；额定电压，３８０ Ｖ额 定频率，５０ Ｈｚ；定子电阻，３．７４ Ｑ；定子漏感， １２．２ ｍＨ；转子电阻，３．１８４ Ｑ；转子漏感，１２．２ ｍＨ； 互感，２９２ ｍＨ；转动惯量，０．０５ ｋｇ・ＩＴＩ ；２对极． 图１３为异步电机矢量控制仿真的转速、直流侧 电流和交流侧电流波形，逆变器的直流母线电压为 ６Ｏ０ Ｖ． １ ２０００ ｛ｌｏ００ 蜊０ 蜒１ ０００ 螽 由 摇－ ｌ 嚣 时Ｉ￣Ｊ／ｓ 图１３异步电机矢量控制转速、三相定子电流、直流母线电流 由图可知，若能将电机参数准确辨识出来，采用 矢量控制，异步电机能够取得较好的跟踪性能． ＰＷＭ整流直流母线给定电压为６００ Ｖ（和前面 逆变器仿对应），网侧电感为１ ｍＨ，电感上电阻 为１，直流侧电容为２ ０００ Ｆ，开关频率为１０ ｋＨｚ， ０．４５ ｓ时启动电机控制器．图１４为四象限变流器仿 真的直流母线电压，交流侧电流． ＞ 由 删 甘 蠼 ・ ４２ 湖 北 工 业 大 学 学报 ２０１１年第１期 北京：机械工业出版社，２００５ 《 ［２］ 陈坚．电力电子学——电力电子变换和控制技术［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２００２ 媛 ．［３］ 马志源．电力拖动控制系统［Ｍ］．北京：科学出版 ０ ０ ２ ０ ４ ０ ６ ０ ８ ｌ １ ２ ｌ ４ 社，２００４ 时间／ｓ ［４］李波．四象限变流器ＰＷＭ双闭环控制系统的计算机 仿真［Ｊ］，机车电传动，２０００（３）：１６—１９ ［５］罗广文，张志学．背靠背四象限变流器控制方法的研究 ［Ｊ］．大功率变流技术，２００９（６）：１４—１７ ［６］李永东，肖曦，高跃．大容量多电平变换器［Ｍ］．北京：科 图１４ 四象限变流器整流部分直流侧电压和交流侧电流 １ ２ ｛ｌ 蜊 挥 ’ｌ ≤ 脚 甘 耀 捌 幽ｌ５四象限变流器逆变部分电机转速、定千电流和直流母线电流 图１５为四象限变流器仿真的电机转速，电机定 子电流和直流母线电流．由于电机转速逐渐增加到 给定转速，所以等效反电动势也是时变的，故做 ＰＷＭ整流带等效负载的仿真时，在０．４５ｓ突加一个 电阻串一个时变的反电势负载，通过观测直流母线 电压和交流输人电流波形，来验证等效电路的合理 性．图１６为高频整流带等效负载仿真直流母线电 压，交流侧电流． 媛 脚 罂． 时间，０ 图１６ ＰＷＭ整流带等效负载时直流侧电压和交流侧电流 由图１６和图１４可知，虽然两者的波形有细微 差别（所加反电动势与电机运行过程中反电动势的 差异所致），但两者的整体变化趋势是一样的．因此 逆变器侧可以用电阻与反电动势所串联而成的简化 电路进行等效． ［ 参 考 文 献 ］ ［１］ Ｂｏｓｓ Ｂ Ｋ．现代电力电子学与交流传动，王聪译．［Ｍ］． 学出版社，２００５ ［７］张加胜．四象限变流器的负载等效模型研究［Ｊ］．电工 技术学报，２００８，２３（１）：７２—７６． ［８］ 张加胜．ＰＷＭ逆变器的直流侧等效模型研究［Ｊ］．中国 电工技术学报，２００７，７（４）：１０３—１０７． ［９］邓先明，姜建国，方荣惠．笼型转子无刷双馈电机的电 磁分析和等效电路［Ｊ］．电工技术学报，２００５，２０（９）：１９ ２３ ［１Ｏ］罗慧，刘军锋，万淑芸．感应电机参数的离线辨识［Ｊ］． 电气传动，２００６．３６（８）：１６—２１ ［１１］ 刘晖．异步电机参数离线自整定及参数辨识研究［Ｄ］． 北京：北京交通大学图书馆，２００８ ［１２］李建军，盛洁波，王翠，等．异步电机定转子参数的辨 识方法研究［Ｊ］．电工技术学报，２００６，２１（１）：７Ｏ一７４． ［１３］周熙炜．基于扩展卡尔曼滤波算法的异步电机参数辨 识［Ｄ］，西安：西安理工大学图书馆，２００３ ［１４］赵歆，王明渝，刘述喜．基于扩展卡尔曼滤波器的异步 电机矢量控制系统的转子电阻辨识［Ｊ］．电机与控制应 用，２００９，３６（３）：１８—２３． ［１５］王亮，王公宝，马伟明，等．基于小波变换和神经网络 的同步电机参数辨识新方法［Ｊ］．中国电机工程学报， ２００７，２７（３）：１—６ ［１６］Ｋａｒａｎａｙｉｌ，Ｒａｈｍａｎ，Ｂ Ｍ Ｆ Ｏｎｌｉｎｅ Ｓｔａｏｒ ａｎｄ Ｒｏｔｏｒ Ｒｅ— ｓｉｓｔａｎｅｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｔｉｉｆｃａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔ— ｗｏｒｋｓ ｆｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｐｅｅｄ Ｓｅｎｓ０ｒｌｅｓｓＩｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ［Ｊ］，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮｓＡＣＴ１０Ｎ ０Ｎ ＩＮＤＵＳ— ＴＲＩＡＩ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，２００７，５４（１）：１６７—１７６ ［１７］Ｈａｉ Ｊｉｎ，Ｓｈｏｕｇｕａｎｇ Ｍａ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏ— ｒｉｔｈｍｓ ｉｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ［Ｊ］，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｆｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２００９（４）：４ ９７６—４ ９８１ ｒ １ ８］Ｐｉｌｌａｙ Ｐ，Ｎｏｌａｎ Ｒ，Ｈａｑｕｅ Ｔ，Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｔｏｒｑｕｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉ０ｎｓ［Ｊ］，ＩＥＥＥ ＴＥＲＡＮＳ— ＡＣＴ１０ＮＳ ０Ｎ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＡＰＰＬＩＣＡＴ１０ＮＳ，１９９７，３３ （５）：１ ２７３—１ ２８２ ［１９］金海．三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术研 究［Ｄ］，浙江：浙江大学图书馆，２００６ ［２Ｏ］金海，黄进，杨家强．感应电机转子磁链自适应观测及 参数辨识［Ｊ］．浙江大学学报，２００６，４０（２）：３３９—３４３． 第２６卷第１期 王恩德等 带电机负载的四象限变流器运行特性研究 ４３ ［２１］黄斌．异步电机直接矢量控制开发与转子电阻辨识方 Ｓｐａｃｅ－Ｖｅｃｔｏｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＤＰＣ—ＳＶＭ）［Ｊ］，ＩＥＥＥ 法研究［Ｄ］．北京：清华大学图书馆，２００４ ＴＲＡＮＳＡＣＴ１０ＮＳ ０Ｎ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＥＬＥＣＴＲ０Ｎ— ［２２］徐占国，邵诚，冯东菊．基于模型参考自适应的感应电 ＩＣＳ，２００４，５１（２）：４４７—４５４ 机励磁互感在线辨识新方法［Ｊ］．中国电机工程学报， ［２７］李春龙，沈颂化，卢家林，等．具有延时补偿的数字控 ２Ｏ１０，２０（３）：７１—７６ 制在ＰＷＭ整流器中的应用［Ｊ］．中国电机工程学报， ［２３］ Ｓａｌｍａｓｉ Ｆ Ｒ，Ｎａｊａｆａｂａｄｉ Ｔ Ａ，Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｌｕｘ Ｏｂ— ２００７，２７（７）：９４—９７ ｓｅｒｖｅｒ Ｗｉｔｈ ＯＭｉｎｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＣ—Ｉ ｉｎｋ Ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ［２８］钟炎平，沈颂华．ＰＷＭ整流器的一种快速电流控制方 Ｒｏｔｏｒ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｆｏｒ ＶＳＩ－Ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒｓ［Ｊ］， 法［Ｊ］．中国电机工程学报，２００５，２５（１２）：５２—５６ ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴｌ０ＮＳ ０Ｎ ＰＯＷＥＲ ＥＩ ＥＣＴＲＯＮ— ［２９］黄守道，陈继华，张铁军．电压型ＰＷＭ整流器负载电 ＩＣＳ，２０１０，２５（１）：１ ３１０～１ ３１９ 流前馈控制策略研究ＬＪ］．电力电子技术，２００５，３９（４）： ［２４］万山明，宋琦．三相高频ＰＷＭ整流器的预测电流控制 ５３—５５ ［Ｊ］．电源技术应用，２００５，８（１）：５—７ ［３Ｏ］郎永强，徐殿国．三相电压型ＰＷＭ整流器的一种改进 ［２５］邓卫华，张波，丘东元，卢至锋等．三相电压型ＰＷＭ整 前馈控制策略［Ｊ］．电机与控制学报，２００６，１０（２）：１６０ 流器状态反馈精确线性化解耦控制研究［Ｊ］．中国电机 １７Ｏ 工程学报，２００５，５（７）：９７—１０３ ［３１］赵仁德，贺益康，刘其辉．提高ＰＷＭ整流器抗负载扰 ［２６］ Ｍａｌｉｎｏｗｓｋｉ Ｍ，Ｋａｚｍｉｅｒｋｏｗｓｋｉ Ｍ Ｐ，Ｓｉｍｐｌｅ Ｄｉｒｅｃｔ 动性能研究［Ｊ］．电工技术学报，２００４，１９（８）：６７—７２ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ－Ｐｈａｓｅ ＰＷＭ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ４－ｑｕａｄｒａｎｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｍｏｔｏｒ Ｌｏａｄ ＷＡＮＧ Ｅｎ—ｄｅ ，ＨＵＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ—ｈｕａ ，ＮＩＮＧ Ｇｕｏ—ｙｕｎ。 Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｗｕｈａｎ，４３００７４ Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄａｙｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ． Ｌ ． ｈａｎ ４３００７４。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｗｉｔｈ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｈｉｂｉｄｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ，ｎｅａｒ—ｕｎｉｔｙ—ｐｏｗｅｒ—ｆａｃｔｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｌｏｗ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｅｒｆｏｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ，Ａ ４－ｑｕａｄｒａｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｒｅｐｌａｃｅｓ ｔｈｅ ｄｉｏｄｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｐｌｕｓ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏｐｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ．Ｍｕｌｔｉ—ｌｅｖｅｌ ４一ｑｕａｄｒａｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｒａｐｉｄ— ｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ４－ｑｕａｄｒａｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｌｏａｄ．Ｔｈｅ ＡＣ ｍｏｔｏｒ ａｒｅ ｃｈａｎｇｅｄ ｔｏ ａ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒ— ｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｆｉｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ＡＣ ｍｏｔｏｒ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｊ ｕｓｔｉｆｉｅｄ，ｉｎ ａｌｌ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ａｒｅ ｄｉｓ— ｃｕｓｓｅｄ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇａｉｎｓｔ ｌｏａｄ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ａｒｅ ｃｈａｒｇｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｓｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｎｌｕｔｉｏｎｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：４－ｑｕａｄｒａｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ａｎｔｉ—ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ［责任编校：张众］
