一种PWM整流器的准直接功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种PWM整流器的准直接功率控制方法，包括主电路、直流母线电压控制、输入电流控制和PWM调制四个部分组成。采用这种方法能够省去了电网电压相位信息检测(如锁相环等)、电流环解耦控制以及旋转坐标变换，减少了检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底问题，提高了系统的稳定性，在两相静止坐标系下即可实现PWM整流器在电网侧单位功率因数运行。

【技术实现步骤摘要】
一种PWM整流器的准直接功率控制方法
本专利技术涉及一种PWM整流装置，尤其涉及一种PWM整流器的准直接功率控制方法。
技术介绍
三相电压型脉宽调制(pulsewidthmodulation，PWM)整流器以其功率双向流动、电网侧单位功率因数运行、输入电流正弦度好等诸多优点，在交流调速、不间断电源（uninterruptablepowersupply，UPS）、新能源等领域获得了广泛的应用。关于PWM控制器的控制方法，当前常用的控制方法主要有：电压定向控制(voltageorientedcontrol，VOC)，基于电压的直接功率控制（voltagebaseddirectpowercontrol，V-DPC），虚拟磁链定向控制(virtual-fluxorientedcontrol，VFOC)和基于虚拟磁链的直接功率控制(virtual-flux-baseddirectpowercontrol，VF-DPC)。本专利技术提出的三相电压型脉宽调制（pulsewidthmodulation，PWM）整流器的控制方法采用两相旋转坐标系实施控制。一个主要原因是在同步旋转坐标系中电压、电流等变量在稳态时表现为直流信号，可以采用获得广泛应用的PI调节器达到稳态无静差控制。通过分析电压型PWM整流器的瞬时功率，在两相静止坐标系下提出一种新型的准直接功率控制策略。与传统的方法相比，省去了电网电压相位信息检测（如锁相环等）、电流环解耦控制以及旋转坐标变换，减少了检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底问题，提高了系统的稳定性，在两相静止坐标系下即可实现PWM整流器在电网侧单位功率因数运行。
技术实现思路
为了克服电网电压相位信息检测（如锁相环等）、电流环解耦控制以及旋转坐标变换，检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底的难题，本专利技术提出PWM整流器的准直接功率控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：以直流母线电压控制环作为外环对PWM整流器的瞬时有功功率进行控制，输入电流的控制作为内环。外环控制器的输出与直流母线电压相乘得到瞬时有功功率给定值，再通过计算得到电流内环的给定值。外环为直流量的控制，采用PI控制器；内环为交流量，采用比例+谐振(PR)控制器，可以实现对电流的无差控制。PWM整流器准直接功率控制方法包括主电路、直流母线电压控制、输入电流控制和PWM调制四个部分组成。所述主电路由六个IGBT组成整流桥，其输入端与电源输出端通过滤波电阻和滤波电感连接，整流桥输出端与滤波电容以及负载连接。所述直流母线电压控制是采用PI控制，是对输入与输出功率的控制，输入端为直流侧实际电压值和期望直流侧电压，输出端与直流母线电压相乘得到有功功率。所述输入电流控制将交流侧电流进行变换和直流母线电压控制得到的瞬时有功功率和无功功率通过式1进行计算后，得到的参数供比例+谐振（PR）控制器进行控制，在进行坐标反变换，得到PWM调制信号，式1如下所示：(式1)。所述PWM调制采用空间矢量脉宽调制方法，得到能够控制IGBT整流器的控制信号。本专利技术的有益效果是：省去了电网电压相位信息检测(如锁相环等)、电流环解耦控制以及旋转坐标变换，减少了检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底问题，提高了系统的稳定性，在两相静止坐标系下即可实现PWM整流器在电网侧单位功率因数运行。附图说明图1为三相电压型PWM整流器拓扑结构。图2为PWM整流器的准直接功率控制策略。具体实施方案请参阅图1、2，主电路采用三相交流电源，其输出端通过滤波电阻和滤波电感，与由六个IGBT组成的桥式整流电路连接，桥式整流电路输出端并联滤波电容和负载。其中ea、eb、ec为电网三相电压；ia、ib、ic为三相输入电流；iL为负载电流；L为输入滤波电感；r为滤波电感的等效内阻；ua、ub、uc（ui=uiN+uNn，i=a,b,c）为PWM整流器三相桥臂的输入端相对电网中性点的电压，Udc为直流母线电压。将直流侧母线电压测量得到的数据与直流侧母线电压期望值作差后与PI控制器连接，其输出与直流侧母线电压相乘得到瞬时有功功率，构成流母线电压控制。将交流侧母线电流测量得到的数据进行abc－αβ变换，得到αβ坐标系下的参数，同时将瞬时有功功率p*和给定无功功率q*通过公式1计算得到的iα*和iβ*作为给定量与iα和iβ作差后进行比例+谐振(PR)控制，再进行电网电压的前馈补偿后，进行abc－αβ反变化，得到PWM调制给定信号，构成了输入电流控制。将输入电流控制得到的PWM给定信号，采用空间矢量脉宽调制方法，得到IGBT整流桥的给定信号，控制IGBT的开通与关断。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PWM整流器的准直接功率控制方法，其特征在于：包括主电路、直流母线电压控制、输入电流控制和PWM调制四个部分。

【技术特征摘要】
1.一种PWM整流器的准直接功率控制方法，其特征在于：包括主电路、直流母线电压控制、输入电流控制和PWM调制四个部分。2.如权利要求1所述的PWM整流器的准直接功率控制方法，其特征在于，所述主电路包含滤波电阻、滤波电容、滤波电感和六个IGBT组成的整流桥。3.如权利要求1所述的PWM整流器的准直接功率控制方法，其特征在于，所述直流母线电压控制包含一个PI控制器且...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志杰，
申请(专利权)人：何志杰，
类型：发明
国别省市：辽宁,21