受基尔霍夫电流约束的电力变换器动力学模型

【作者】 谢煜； 付昊； 陈本永； 傅景礼；

【机构】 浙江理工大学机械与自动控制学院； 商丘师范学院物理与电气信息学院； 中国京冶工程技术有限公司深圳分公司；

【摘要】 基于约束拉格朗日方程,提出一种通用的适合具有开关的电力变换器的动力学模型。从研究电力变换器的能量出发,选择动态元件的广义电荷和广义电流坐标,引入开关函数,运用电力变换器受基尔霍夫电流约束的欧拉拉格朗日方程,可以得到一组带有约束的微分代数方程。选取电感电流和电容电压作为状态变量,可以得到含有开关函数的状态方程模型,并将此建模方法应用于单开关的?uk型变换器和多个开关的三相三线PWM整流器的建模分析中。从建模过程可以看出,此方法步骤清晰统一,物理意义明确,通用性强。最后,利用得到的状态方程模型,在MATLAB中对?uk型变换器工作过程进行仿真计算,仿真结果与电力变换器的运行情况吻合,说明了建模方法的有效性,对于更复杂的电力变换器的建模分析也具有较高的应用价值。更多还原