.2711P-T12C4D1电流PR谐振控制器设计

由于2711P-T12C4D1跟踪的电流指令是多种频率正弦量的叠加信号，传统SPWM调制采用PI控制必定存在稳态误差和相位偏移，补偿效果不佳，往往采用电流滞环调制，但变频调制不可避免带来滤波器设计及噪声控制问题[9]。

通过旋转坐标变换可以将正弦信号变为直流信号，从而在新的坐标系下采用PI控制器。但在APF-2711P-T12C4D1控制领域，必须在多个频率下进行坐标变换，计算复杂，不利于实际应用。近年来，针对正弦信号的提出的PR控制器，在可以避免旋转坐标变换，计算量大大降低的同时，获得与同步坐标系下的PI控制器相同控制效果：能无稳态误差地跟踪特定频率的正弦信号，更重要的是可以对频率的谐波进行有选择地补偿。

式中 为谐振频率。

由式(7)可知，对2711P-T12C4D1直流系统而言，由于积分环节的存在，0 Hz处的增益*，从而系统可以实现无静差调节；对于交流系统，50Hz及其倍数次谐波，式(7)增益有限，式(8)由于谐振环节的引入，在相应频段有较高的增益。若跟踪的目标为基波 rad/s；若需补偿较高幅值的5次谐波，则有rad/s。通常补偿谐波次数zui高至20或50次，尤其是幅值较高的奇次谐波。因此有，
图4所示为基波及三、五、七次谐波补偿用PR谐振控制器波特图，可以看出在相应频段电流控制器增益较高，有助于减小跟踪误差。

图4  PR谐振控制器波特图

Fig. 4 PR controller bode plots

2711P-T12C4D1仿真及实验验证

为验证所提出的谐波、负序及无功电流复合补偿策略，本文在Matlab Simulink环境下建立仿真平台。相关参数设置如下：输入三相四线制电压380V/50Hz，三相二极管整流器非线性负载直流侧滤波电感1mH，电阻3.2Ω，三相二极管整流器交流电抗0.4mH，APF-STATCOM并网电抗0.4mH，直流侧支撑电容4000μF，交流侧不平衡RL负载星型联接，电感值均为8mH，电阻值分别为5Ω，50Ω，500Ω，开关频率10kHz。

图5所示以A相为例，表明补偿后APF-STATCOM注入2711P-T12C4D1电流很好地抵消了负载电流的谐波电流，使得电网电流正弦化较好，实现了APF谐波补偿功能；同时电网电流与电网电压同频同相，功率因数接近于1，实现了STATCOM无功补偿功能。图6给出三相补偿结果，对称三相电流波形验证其具有较好抑制不平衡负载能力。

图5 2711P-T12C4D1 A相补偿后电压电流波形(从上到下依次是电网电压/V、电网电流/A、补偿电流/A、负载电流/A，时间轴t/s)

Fig. 5 Phase A wave forms after compensation

图6 2711P-T12C4D1补偿后电网三相电压电流波形(从上到下依次是三相电网电压/V、三相电网电流/A，时间轴t/s)

Fig.6Threephasewaveformsaftercompensation

图7进一步给出直流侧母线电压波形，可以看出APF-STATCOM在完成谐波补偿后，母线电压略有波动，但稳定在750V设定值附近。

图72711P-T12C4D1流侧母线电压/V(时间轴t/s)

LENZE 8200 VECTOR FREQUENCY DRIVE E82EV152K2C NIB

LENZE E82EV751K4B NSFP E82EV751K4B

LENZE E82EV751K2B

LENZE Inverter VFD E82EV551K4C 0.55kW 380VAC NEW FS

Lenze 8200 Vector Frequency Inverter # E82EV402K4B

Lenze 8200 Vector Frequency Inverter # E82EV222K4B200

LENZE DRIVE E82EV222-4B200 CONTROLLER

Lenze Inverter Part # E82EV371K2C NIB

LENZE E82EV152S2B USPP E82EV152S2B

Lenze Inverter E82EV751K2C NIB

Lenze inverter 8200 Vector Drive E82EV551_2B , GOOD

Lenze Inverter E82EV371-2C (E82EV3712C) NIB

LENZE GLOBAL DRIVE 8200 VECTOR E82EV251K2C NEW

LENZE E82EV222K2B NSFP E82EV222K2B

LENZE E82EV152C2B USPP E82EV152C2B

Inverter VFD E82EV551K4C 0.55kW 380VAC NEW Lenze

Lenze type E82EV371_2C514 8200 Vector Inverter 0.37kW

​