带脉冲负载整流器的抗负载扰动无源控制方法

针对新型脉冲功率设备对直流母线电压的高性能要求，为抑制脉冲负载引起的电压波动，建立带脉冲负载的三相整流器数学模型，提出基于虚拟储能注入的无源控制算法（VESI-PBC）。该算法通过注入虚拟储能加快能量函数收敛速度，在保证系统稳定性的前提下有效降低直流电压波动，提升抗扰能力。结合根轨迹与时域分析，研究虚拟电感Ln对系统动态性能的影响，并提出自适应选取函数f(fPL)，实现Ln在高频毛刺与强脉冲冲击下的协调优化。仿真与实验验证了该方法的有效性，表明其本质在于使内环电流超前响应电压动态变化趋势，适用于高脉冲功率、强动态负载场合。

新型脉冲功率设备对直流侧母线电压提出较高的性能要求,为减小脉冲负载对直流电压波动率的影响,建立带脉冲负载三相整流器拓扑结构及数学模型,并在现有无源控制(passivity based control,PBC)设计的基础上,以保证系统稳定性为前提,提出注入虚拟储能的无源控制算法(virtual energy storage injection PBC,VESI-PBC),该算法以提高能量函数收敛速度为目标,可有效降低直流母线电压波动率,提高抗负载扰动能力.分别基于根轨迹法和时域分析法,讨论VESI-PBC引入储能矩阵后,增大虚拟电感值Ln对系统的稳定性和动态性能的影响.为满足直流侧性能要求和保证系统稳定性,利用脉冲负载对直流电压波动率的影响规律,提出 Ln自适应选取函数 f(fPL),使 Ln自适应平衡系统高频毛刺和低频强脉冲冲击的不同需求.最后,通过仿真及实际试验,验证VESI-PBC算法对减小直流母线电压波动率的有效性,并指出该算法的实质是控制内环电流超前响应直流电压的动态变化及其变化趋势,由此具有较强的抗负载扰动能力,适用于负载脉冲功率等级高、动态特性强烈的场合.