三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究

第１６卷第４期　电　机　与　控　制　学　报　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＭＡＣＨＩＮＥＳ　ＡＮＤ　Ｃ０ＮＴＲＯＬ　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２０１２　２０１２年４月　三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究　曹太强，　祁强，　王军　（西华大学电气信息学院，四川Ｉ成都６１００３９）　摘要：针对对称分量法实现三相逆变器在不平衡负载下输出电压的正、负、零序分量补偿，以维持　三相输出电压的平衡，该方法在三相负载严重不平衡时，其不平衡度仍然较大，且运算量大，适时性　差，不易控制等问题。本文提出了一种三相逆变电源的输出电压分相控制的方法，分别对三相逆变　器输出的线电压进行控制，以实现三相电压的平衡。理论和仿真分析表明，该方法能够使三相最大　不平衡度从传统对称分量法的５．４９％降到１％左右，在负载不平衡度达到２００％的情况下，三相电　压输出也能适时、稳定、可靠的达到平衡，有效地补偿因不平衡负载引起的逆变器输出电压畸变，从　而保证逆变器在带任意不平衡负载时仍能维持三相平衡的输出电压。　关键词：三相逆变器；不平衡负载；电压对称性；分相控制　中图分类号：ＴＭ４６１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００７—４４９Ｘ（２０１２）０４—００５０—０６　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ＣＡＯ　Ｔａｉ—ｑｉａｎｇ，　ＱＩ　Ｑｉａｎｇ，　ＷＡＮＧ　Ｊｕｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｘｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００３９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ，ａｌｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ｃａｎ　ｋｅｅｐ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｂａｌａｎｃｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ一，ｎｅｇａｔｉｖｅ—ａｎｄ　ｚｅｒｏ－　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｏ　ｍａｉｎｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｌｏａｄｓ　ａｒｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ，ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｔｉｍｅ—ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ，ｐｏｏｒ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｎｏｔ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ａｎ　ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｏｒ　ｃｏｎ—　ｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙ　ｌｉｎｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｏ　ｍａｉｎｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍａｌ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｄｅｇｒｅｅ　ｆｒｏｍ　５．４９％ｔｏ　ａｂｏｕｔ　１％ａｎｄ　ｋｅｅｐ　ｔｈｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｂａｌａｎｃｅ　ｓｔｅａｄｉｌｙ　ａｎｄ　ｔｉｍｅｌｙ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄｓ　ａｒｅ　２００％．Ｂｅ—　ｓｉｄｅｓ　ｔｈｉｓ，ｉｔ　ｃａｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ　ｔｈｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｄｉｓｔｏｒｔｉｎｇ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄｓ　ｔｏ　ｓｅ—　ｑｕｅｎｔｉａｌｌｙ　ｍａｉｎｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｔｈｒｅｅ—・ｐｈａｓｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｏｐｅｒａｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ａｎｙ　ｉｍｂａｌ—－　ａｎｃｅｄ　ｌｏａｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄ；ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｙｍｍｅｔｒｙ；ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　０　引　言　传统的三相逆变电源的负载为平衡负载（如：　收稿日期：２００８—１１—１ｌ　三相异步电动机，三相加热器等），其主电路相对简　单，易控制。随着三相逆变电源在太阳能发电系统、　工农业、交通、航空、船舶等各领域广泛应用，通常都　基金项目：四川省重点学科（电力电子与电力传动）基金（ＳＺＤ０５０３—０９一Ｏ）；四川省教育厅科研项目基金（１１ＺＡ００３）　作者简介：曹太强（１９６９一）男，博士，研究方向为大功率开关变换器及光伏发电、电力电子与电力传动；　祁王强（１９７７～），女，硕士，讲师，研究方向为电机控制；　军（１９６３～），男，教授，研究方向为电力电子与电力传动。　通讯作者：曹太强　第４期　曹太强等：三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究　、　。　５ｌ　要求三相逆变电源具有向平衡或者不平衡负载供电　的功能。如果用传统的三相逆变电源向不平衡负载　为输出负载端线电压；Ｕ　Ｕ　Ｕｏ　为输　出负载端相电压。负载可以为三相平衡负载、三相　供电将会产生三相输出电压的不平衡，导致输出电　压波形的畸变…，造成谐波成分增加，影响三相逆　变电源的正常运行。因此，分析并研究不平衡负载　下三相逆变电源的控制方法，具有十分重要理论和　工程应用价值。　三相逆变器输出电压不平衡的原因是：三相负　载不平衡、三相变压器及交流滤波电抗器参数不对　称，以及单相负载运行等¨Ｉ２　Ｊ。常见的主电路矫正　措施有以下几种拓扑结构：三相四桥臂逆变拓扑、组　合式三相逆变拓扑、三相分裂电容式逆变拓扑、插入　△／Ｙ变压器拓扑。分裂电容式三相逆变拓扑是将　三相负载的中性点连接到传统三相逆变器的直流侧　电容中点，这时三相逆变器等效成为三个独立的单　相半桥，可以采用三相分别控制来保证负载不平衡　时仍能保持三相输出电压的对称。但此电路由于中　性电流直接流过直流链接电容，需要较大的直流滤　波电容，增大了成本；另外，两个电容的串联时在实　际应用中要考虑电容的均压；组合式三相逆变器的　主电路采用三个单相逆变器组成，其输出通过三个　单相变压器耦合成三相电路，采用三套独立的控制　电路来确保三相输出电压平衡，该拓扑结构使用的　开关管较多，控制较复杂；三相四桥臂逆变拓扑在传　统的三相逆变拓扑基础上增加了一个桥臂，将负载　中性点与第四个桥臂中点相连，直接对中性电流进　行控制，具有固有的不平衡处理能力，但开关频率低　限制调节带宽，也不适用于输入输出电隔离的逆变　器¨　。插入Ａ／Ｙ　变压器拓扑式是最为简单的一　种矫正方法，它是在传统的三相三桥臂逆变器和负　载之间插入△／Ｙ。变压器，变压器次级绕组的Ｙ。接　法可以保证给负载不平衡所产生的中性电流提供一　个通路，而初级△形连接不仅能抑制三次谐波，还　能让负载不平衡时所产生的零序电流在初级线圈内　形成环流。基于此，本文将对插入Ａ／Ｙ　变压器拓　扑主电路进行分析，并提出相应的控制策略　。　１　三相逆变电源模型及不平衡分析　大功率逆变器或电气隔离的三相逆变器通常带　有输出变压器。以如图１所示的三相逆变电源为研　究对象，系统由直流输入电压源、三相三桥臂逆变　器、输出ＬＣ滤波器、Ａ／Ｙ　变压器和负载５部分组　成。图中，　、　Ｌ　为滤波电感，ｉ　、ｉ　、ｉ　为流过电　感的电流；Ｃ　Ｃｈ、Ｃ　为滤波电容；ｉ　ｉｈ、　为流入输　出负载的电流；Ｕ　、Ｕ　、Ｕ　为三相逆变桥输出电压；　不平衡负载、单相或两相空载等。　嘲　堆　１　１　１　，）　『ｌ　ａｂ　＇］ｌ　２　，　　１　１　１　２　１　，＇　１　１　２　ｌ　２　［　］［　三］Ｉ；　（２）　［　］＝　『二　：　ｌ厂０　１一１　０　　ｊｚ３－ｌ　１　一　（３）　慝Ｈ　（４）　５２　电机与控制学报　第１６卷　—。．．．．．．．．．．．．．．．．，　．。．．．．．．Ｌｄ一　ｂ　　ｄｔ：一　一　Ｕｊ，ｈ一　１Ｄ　１Ｄ。　０’　。　ａ　ｎ　（８）　。　ｎ　ｎ　］●●●●●●●●ｊ　ｎ　ｌ　『１莒０。　／曼０　］ｊ｛ｉ［ｌ　ｉ三：　：］ｊ一—［ｌ　荔羞：］ｊ）ｊ一　［ＩＬ　一尺０　　０／　Ｔ—一　Ｒ。ｖ　Ｒ／Ｌ　一—０曼Ｔ／　Ｔ］ｊ［Ｌ　ｉ　三　］Ｊｌ　；ｃ；（５　）　１　０　０　Ｌ　０　１　０　Ｌｈ　０　０　１　薹ｊ｝　Ｌ　（６）　其中：Ｒ　＝ｒ　＋ｒ：；ｒ，、Ｌ　为变压器初级绕组漏阻抗；　ｒ　、Ｌ　为变压器次级绕组漏阻抗；　为等效到变压　器次级的滤波电感；Ｕ＇ｉ　为等效到变压器次级的逆，ｐ／．　变桥输出电压ｔ／负序分量；　为逆变器输出电　压正／负序分量；ｉ　为变压器次级输出电流正／负　序分量，ｔ’ｊ　为逆变器负载电流正／负序分量。，ｐ／ｎ　对于三相四线制逆变器，逆变器负载电流的零　序分量不为零，输出电压和零序负载电流分量之间　的关系可表示为　ｄｔ　＝　Ｃ　＼。Ｊ（　ｔｈ　一　Ｊ’ｈ／，，　　（７）＼‘／　其中：　为逆变器负载电流零序分量；　为变压器　＝　次级输出电流零序分量；　为逆变器输出电压零序　分量；　＝ｒｌ。＋　；　＝Ｌｌ。＋　２　＋Ｌ　；里ｒｌ　。为变　压器初级绕组漏阻抗ｒ。、　和零序励磁阻抗ｒ　加　等效并联阻抗。　（ａ）正／负序变压器等效模型　（ｂ）变压器等效模型　图３变压器近似等效模型　Ｆｉｇ．３　Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　在带Ａ／Ｙ　变压器的逆变电源拓扑中，输出　电压零序分量并不能从三相逆变桥传输到输出　负载端，因此，这类逆变电源输出电压零序分量　不可控。而在隔离变压器初级侧的滤波电感将　减小变压器的零序输出阻抗，可近似为变压器漏　阻抗，可有效地削弱了逆变电源的零序不平衡输　出电压。　三相不平衡负载的控制方法通常采用以上的对　称分量法分解控制，实际上ｄ／ｑ变换运算量相当大，　实现有一定的难度，适时性差。也有文献提出了正　序分量用同步旋转坐标系的ＰＩ控制和反向旋转坐　标系的ＰＩ负序分量控制，但是对零序分量引起的输　出电压不对称不能控制，该方法只能对小功率的逆　变器有一定作用，大功率的逆变电源就无能为力，不　能维持三相电压的平衡。　下面对以上的对称分量法进行仿真分析，逆变　电源主电路及控制参数如表１所示。其在各种负载　情况下的仿真数据如表２所示，从表２中的仿真结　果可以看出，用对称分量法和叠加原理来控制正序／　负序电压在Ａ相额定负载、Ｂ、Ｃ相空载和Ａ相额定　负载、Ｂ相２００％负载、Ｃ相空载的情况下其不平衡　度分别达到了３．８５％和５．４９％，其线电压分别相差　了２０．７　Ｖ和２９．５　Ｖ。因此其三相电压的不平衡效　果不是很好　。　第４期　曹太强等：三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究　５３　表１仿真所用逆变器系统参数　Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　参数　数值　直流电压　／Ｖ　输出线电压有效值Ｕ／Ｖ　输出电压频率ｆｏ／Ｈｚ　滤波电感Ｌ／ｍＨ　滤波电容Ｃ￣ｐ．Ｆ　逆变器工作频率ｆ／ｋＨｚ　２　Ｏ　）　０　０　勰　¨　霉：　９　）　逆变器容量Ｐ／ｋＶＡ　ＳＰＷＭ调制比Ｍ　表２三相逆变器仿真测量数据　Ｔａｂｌｅ　２　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ・ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　逆变器负载类型　输出线电压厂ｖ　输出不平　衡度，％　三相平衡负载　５３７．３　５３７．４　５３７．５　０．０４　Ａ相额定负载，Ｂ、Ｃ相空载　５４７．９　５２７．２　５２８．５　３．８５　Ａ相２００％负载，Ｂ、Ｃ相空载　５３６．８　５２９．０　５４１．２　２．２７　Ａ相５０％负载，Ｂ、Ｃ相空载　５３７．３　５３６．８　５３６．９　０．０９　Ａ相、Ｂ相额定负载、Ｃ相空载　５３７．１　５３６．７　５３８．０　Ｏ．２４　Ａ相额定负载、Ｂ相２００％负载、ｃ相空载５５２．４　５３８．３　５２２．９　５．４９　Ａ相额定负载、Ｂ相５０％负载、Ｃ相空载　５４１．８　５２６．６　５３３．８　２．８３　２　基于分相调制的三相逆变器控制方法　为了分析三相逆变器分相控制的理论推导，对　ＳＰＷＭ（正弦脉宽调制）控制技术的占空比进行分　析，如图４所示。　圈４　ＳＰＷＭ原理　Ｆｉｇ．４　ＳＰＷＭ　ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ　在图４中，　为采样周期、△　为脉宽时间、ｕ　为三角载波幅值、Ｖｒａｓｉｎｔｏｔ为调制波，其幅值为　。　当ＳＰＷＭ是线性调制时，输出脉宽与参考正弦波幅　值成正比。　由三角形相似有　／２＝　２　，’　（９）　令　Ｍ＝　ｖ　ｍ，　（１０）　根据平均等效原理有　Ｅ　ｄ×（ｒｓ—ａｔ）一＿Ｅ　＝ｄ×　：　×ＡＴ。（１１）　把式（９）和式（１Ｏ）带人式（１１）有　：　ｓｉｎｔｏｔ。　（１２）　２．１　三相逆变器的分相调制方法　设三相逆变器的直流母线电压为Ｅ　，输入正弦　交流电与三角波的幅值调制比分别为　、　、Ｍ３；　逆变器直接输出的三相相电压为　、　¨Ｕｏ；逆变器　直接输出的三相线电压为　¨Ｕ　；输出负载上　的三相相电压为　、Ｕ　。；输出负载上的三相线　电压为　Ｕ　Ｕ　，根据式（１２）可得　Ｅｊ　＝　ｓｉ　￡，　Ｕｂ－－Ｅ２Ｍ２ｓｉｎ（ｔｏｔ－１２Ｏ。），　（１３）　＝　ｓｉｎ（一２４　，　：：　　一一　＝ｕｂ：　ｓｉｎｏｔｔ—ｔ￣Ｍ２一　ｓｉｎ（ｏｔｔ　一１一　２ｏ），（１４）　：　＝　一　＝　：　ｓ　ｉ　ｎ（“一１ｎ（“一　２０）一　一　鸭ｓｓｉｎ（　一２　一　２．＿４Ｏ）４Ｏ），，　（１５）　Ｕｃ　：　一　：　ｉｎ（　一２４０）一　ｉｓｉｎａｇ。（１６）　经过变压器三角型／星型变换后三相相电压为　，则有　Ｕ　。＝ＫＵ　ｂ，１　ｂ。＝Ｋ　ｂ　，ｌ　（１７）　Ｕｃ。＝ＫＵｏ　。Ｊ　则输出负载上的三相线电压为　Ｅ　ｄ［　ｂ。：　１　ｓｉｎ　￡＋Ｍ３ｓｉｎ（　一２４Ｏ）一　２Ｍ２ｓｉｎ（ｔｏｔ一１２０）］，　（１８）　ｂ　。＝Ｋ　［Ｍｌｓｉｎｔｏｔ＋Ｍ２ｓｉｎ（ｔｏｔ一１２ｏ）一　２Ｍ３　ｓｉｎ（ｔｏｔ一２４０）］，　（１９）　Ｕ　。：　Ｅｄ［　ｓｉｎ（　￡一１２０）＋　３ｓｉｎ（ｔｏｔ一２４０）一２Ｍ１　ｓｉｎｔｏｔ］。　（２０）　从式（１８）一式（２０）可知：　对　、的调节响应　较陕，坞对【，ｂｃ。的调节响应较快，　对　的调节响　应较快。因此当三相负载不平衡时，分别调节Ｍ。、　、　５４　电机与控制学报　第１６卷　即控制每一相的ＰＩ，可以使负载的电压达到平衡。　２．２分相控制的仿真分析　２．３实验　为了验证以上分相控制的方法的正确性，我们设　在仿真时，考虑１．２５倍的调节裕量，输入幅值　调制比设为０．８。输出负载上的三相线电压　．计了一台３　ｋｗ的样机，主电路选用ＩＰＭ（型号：ＰＳ２１８６９　一Ｐ）作为三相逆变器的模块、电感（１．１　ｍＨ±５％）、电　、　。　的采样信号都分别经过信号调理，ＰＩ控制，　容（１２　Ｆ）、变压器３　ｋＶＡ、负载为１０　Ｑ－４－５％，　１　５００　Ｗ、控制芯片为ＤＳＰ（ＴＭＳ　３２０Ｆ２８１２ＰＧＦＡ）。　反馈到正弦信号　、ｕ　。的输入端。图５为负载　不平衡１００％的三相输出电压仿真波形，可以看出　图８为Ａ相额定负载、Ｂ相２００％负载、Ｃ相空载的　线电压能达到平衡。　ｔ，ｍｓ　图５　三相负载中１００％不平衡仿真波形　Ｆｉｇ．５　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ｗｉｔｈ　１００％ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｒｅｓｉｓ－　ｔｉｖｅ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｌｏａｄｓ　图６为任意两相负载都不平衡度达到２００％时　的输出电压，可以看出线电压同样能达到平衡，图７　为图６仿真的条件下的相电压放大波形，可以看出　相电压最大只有３　Ｖ左右的跌落。　３１０｝　０　０　奈　．０　《　情况下的测试波形，可以看出其相电压之差值较小，　只有２　Ｖ左右，不平衡度在１％左右，同时从图９中　可以看出，逆变器电源的谐波最大谐波次数的值不　超过ｌ％，满足系统谐波成分的要求，验证了以上分　相控制的理论方法和仿真分析。　６　时间／ｓ　图８三相不平衡负载２００％不平衡时的实验波形　Ｆｉｇ．８　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｗａｖｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｕｎ－　ｄｅｒ　２００％ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　图９　Ａ相电压频谱图　Ｆｉｇ．９　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａ・ｐｈａｓｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　３　结　语　本文针对三相逆变器主电路插入Ａ／Ｙ。变压器　拓扑结构用对称分量法进行了理论和仿真分析，仿　真分析可知：三相电压不平衡度和线电压之差都比　较大，在实际大功率逆变器中应用时控制较复杂，实　时性差，动态响应慢，成本较高。基于此，本文提出　一种基于Ｐ１分相控制的三相电压不平衡度控制方　法，仿真分析表明，其在不平衡负载在２００％时，输　出电压最大不平衡度从传统的ｄ／ｑ变换的５．４９％　第４期　曹太强等：三相逆变电源不平衡负载控制方法的研究　５５　降到１％，同时，通过实验也验证了该方法的可行　性。分相控制能有效地抑制由不平衡负载引起的输　出电压畸变，从而获得高质量的输出电压，确保三相　输出电压的对称性。同时，该控制方法物理意义清　晰，结构简单，易于控制。　参考文献：　［１］孙驰，马伟明，鲁军勇．三相逆变器输出电压不平衡的产生机理　分析及其矫正［Ｊ］．中国电机工程学报，２００６，２６（２１）：５７—６４．　ＳＵＮ　Ｃｈｉ，ＭＡ　Ｗｅｉｍｉｎｇ，ＬＵ　Ｊｕｎｙｏｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｓｙｍｍｅｔ—　ｌｉｅａｌ　ｏｕｔｐｕｔ　ｖｏｌｔａｇｅｓ　ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ａｎｄｉｔｓ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００６，２６（２１）：　５７—６４．　［２］　彭力，白丹．三相逆变器不平衡负载抑制研究［Ｊ］．中国电机工　程学报，２００４，２４［５］：１７４—１７８．　ＰＥＮＧ　Ｌｉ，ＢＡＩ　Ｄａｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｕｎｂａｌ—　ａｎｃｅｌｏａｄｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２００４，２４（５）：１７４—１７８．　［３］　ＲＯＹ　Ｓ，ＵＭＡＮＡＮＤ　Ｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒ　ａｎｄ　ｔｉｎ—　ｂａｌａｎｃｅ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｍａｇｎｅｔｉｃｓ－ｂａｓｅｄ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｓｅｒｉｅｓ－ｓｈｕｎｔ—ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ［Ｊ］．ＩＥＴ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｏｒｎｉｃｓ，２０１２，５（１）：９５—１０５．　［４］　ＫＵＡＮＧ　Ｌ，ＪＩＮＪＵＮ　Ｌ，ＺＨＡＯＡＮ　Ｗ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔ－　ｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔａｔｃｏｍ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆｒ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｍｉｔｉ—　ｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｔｈｒｅｅ—ｗｉｒｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，２００７，２２（１）：４１３—４２２．　［５］ＪＥＮＳＥＮ　Ｕ　Ｂ，ＥＮＪＥＴＩ　Ｐ　Ｎ，ＢＬＡＡＢＪＥＲＧ　Ｆ．Ａ　ｎｅｗ　ｓｐａｃｅ　ｖｅｃｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｕｐｓ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｐｏｗｅｒｉｎｇ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ａｎｄ　ｕｎ・　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄｓ［Ｍ］．ＩＳＢＮ：０—７８０３—５８６４—３，２０００．　［６］　ＳＡＮＣＨＩＳ　Ｐ，ＵＲＳＵＡ　Ａ，ＧＵＢＩＡ　Ｅ，ｅｔ　１ａ．Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｓｔａｎｄ—ｌａｏｎｅ　ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　ＩＳＩＥ，２００５，２０（２３）：６３３—６３８．　［７］　ＫＹＵＮＧ　Ｈｗａｎ　Ｋ，ＮＡＭ　Ｊｏｏ　Ｐ，ＤＯＮＧ　Ｓｅｏｋ　Ｈ．Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｓｙｎ－　ｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｌａｍｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ・ｐｈａｓｅ　ＵＰＳ　ｐｏｗｅｒｉｎｇ　ｕｎｂａｌｎａｃｅｄ　ａｎｄ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｌａｏｄｓ［Ｃ］．ＩＥＥＥ　３６ｔｈ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００５，ＰＥＳＣ　０５，Ｊｕｎｅ　１６，２００５，Ｒｅｅｉｆｅ，　Ｂｒａｚｉｌ．２００５：１６９９—１７ｏ４．　［８］　ＦＲＡＮＣＩＳＣＯ　Ｄ，ＡＬＥＪＡＮＤＲＯ　Ｇ．Ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｐｌｌｓ　ｗｉｔｈ　ｆａｓｔ　ｐｏｓｔ－　ｆａｕｌｔ　ｒｅｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｔｅａｄｙ—ｓｔａｔｅ　ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｏｌｔｇａｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ａｎｄ　ｈａｒｍｏｎｉｃｓ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１１，２６（１）：８５—９７．　［９］　ＭＡＫＢＵＬ　Ａ，ＡＹＯＮＧ　Ｈ．Ｎｅｗ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｆｏｒ　ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ　ｐｅｒ—　ｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ａ　ｔｈｒｅｅ・－ｐｈａｓｅ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｔｏｒ　ｗｉｔｈ　ｕｎｄｅｒ－－ｎａｄ　ｏｖｅｒｖｏｌｔ・－　ｇａｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，　２０１０，２５（３）：６１９—６２５．　［１０］　ＭＡＲＴＩＮＥＺ　Ｖ　Ｌ，ＲＯＭＥＵ　Ｊ　Ｍ，ＧＡＲＣＩＡ　Ｊ　Ｍ　Ｐ．Ｕｎｂａｌａｎｃｅ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｌａｔｉｎ　Ａｍｅｒｉｃａ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２０１１，９（５）：８０８—８１４．　ＢＵＲＵＰ　Ｕ，ＥＮＪＥＴＩ　Ｐ　Ｎ，ＢＬＡＡＢＪＥＲＧ　Ｆ．Ａ　ｎｅｗ　ｓｐａｃｅ—ｖｅｃｔｏｒ—　ｂａｓｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ＵＰＳ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｐｏｗｅｒｉｎｇ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ａｎｄ　ａｎ—　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｌｏａｄｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ，２００１，３７（６）：１８６４—１８７０．　（编辑：于智龙）