一种电流型PWM整流器及其无源控制方法技术

本发明专利技术提供一种电流型PWM整流器及其无源控制方法，包括，依次连接的滤波单元、整流单元及负载单元；所述滤波单元的输入端连接三相交流源，所述滤波单元的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的第一输出端连接所述负载单元的输入端，所述整流单元的第二输出端连接所述负载单元的输出端；所述滤波单元，用以滤除所述电流型PWM整流器交流侧接收的所述三相交流源的高次谐波；所述整流单元，用以对滤波电压进行整流，得到整流电压；所述负载单元，用以对接收的整流电压进行转化，实现能量输出。本发明专利技术可实现有功和无功的独立解耦控制和单位功率因数控制，也可用于无功功率补偿功能，具有控制参数少，调试方便，抗干扰能力强的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电流型PWM整流器及其无源控制方法


[0001]本专利技术涉及电流型PWM整流器
，特别是涉及一种电流型PWM整流器及其无源控制方法。

技术介绍

[0002]电流型PWM整流器具有交流侧电流质量高，功率因数可控，直流侧电压范围宽，电流可以连续可调的优点，广泛应用于超导磁储能、大功率电源和直流融冰的应用场景。然而，现有的电流型PWM整流器控制过程复杂且抗干扰能力低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提出一种电流型PWM整流器及其无源控制方法，解决现有电流型PWM整流器控制过程复杂且抗干扰能力低的技术问题。
[0004]一方面，提供一种电流型PWM整流器，包括：
[0005]依次连接的滤波单元、整流单元及负载单元；
[0006]所述滤波单元的输入端连接三相交流源，所述滤波单元的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的第一输出端连接所述负载单元的输入端，所述整流单元的第二输出端连接所述负载单元的输出端；
[0007]所述滤波单元，用以滤除所述电流型PWM整流器交流侧接收的所述三相交流源的高次谐波；
[0008]所述整流单元，用以对滤波电压进行整流，得到整流电压；
[0009]所述负载单元，用以对接收的整流电压进行转化，实现能量输出。
[0010]优选地，所述滤波单元包括第一电感、第二电感和第三电感，所述滤波电容单元包括第一电容、第二电容和第三电容；
[0011]所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感的第一端分别连接至三相交流源；所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接于所述第一连接点，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端连接于所述第二连接点，所述第三电感的第二端与所述第三电容的第一端连接于所述第三连接点；所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的第二端相互连接。
[0012]优选地，所述整流单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元；
[0013]所述第一开关单元与所述第四开关单元连接于所述第一连接点，所述第三开关单元与所述第六开关单元连接于所述第二连接点，所述第五开关单元与所述第二开关单元连接于所述第三连接点。
[0014]优选地，所述第一开关单元包括串联连接的开关S1和二极管D1，所述第二开关单元包括串联连接的开关S2和二极管D2，所述第三开关单元包括串联连接的开关S3和二极管D3，所述第四开关单元包括串联连接的开关S4和二极管D4，所述第五开关单元包括串联连
接的开关S5和二极管D5，所述第六开关单元包括串联连接的开关S6和二极管D6；
[0015]开关S1的第一端连接至二极管D1的阳极，开关S3的第一端连接至二极管D3的阳极，开关S5的第一端连接至二极管D5的阳极，二极管D1的阴极、二极管D3的阴极和二极管D5的阴极均连接至所述负载单元的输入端；开关S4的第一端连接至二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接开关S1的第二端，开关S6的第一端连接至二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接开关S3的第二端，开关S2的第一端连接至二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接开关S5的第二端，开关S4的第二端、开关S6的第二端及开关S2的第二端连接至所述负载单元的输出端。
[0016]优选地，所述负载单元包括串联的负载电感L
dc
和负载电阻R
L
；
[0017]所述负载电感L
dc
的一端连接所述负载电阻R
L
的一端，所述负载电感L
dc
的另一端作为所述负载单元的输入端，所述负载电阻R
L
的另一端作为所述负载单元的输出端。
[0018]另一方面，还提供一种电流型PWM整流器的无源控制方法，包括：
[0019]根据所述滤波电感的实际电流、所述整流单元的实际输出电流、所述整流单元的参考输出电流和所述三相交流源的相电压，计算预设的dq坐标系下所述滤波电容的dq参考电压；
[0020]根据所述滤波电感的实际电流、所述dq参考电压和所述滤波电容的实际电压计算所述整流单元的dq输入参考电流；
[0021]根据所述dq输入参考电流进行返dq变换和PWM调制得到PWM信号，以控制所述整流单元进行整流。
[0022]优选地，所述计算预设的dq坐标系下所述滤波电容的dq参考电压具体包括：
[0023]计算所述整流单元的参考输出电流和所述整流单元的实际输出电流之间的电流差，得到电流差值；对所述电流差值进行比例积分处理，确定预设dq坐标系下所述滤波电感的d轴参考电流；
[0024]根据预设的给定值作为dq坐标系下所述滤波电感的q轴参考电流，并根据所述d轴参考电流和所述q轴参考电流确定预设的dq坐标系下所述滤波电感的dq参考电流；
[0025]将所述滤波电感的实际电流和所述三相交流源的相电压进行dq坐标系转换，得到预设的dq坐标系下所述滤波电感的dq实际电流和所述三相交流源的dq相电压；
[0026]根据所述dq参考电流、所述dq实际电流和所述dq相电压计算所述滤波电容的dq参考电压。
[0027]优选地，根据以下公式计算所述滤波电容的dq参考电压：
[0028][0029]其中，v
cd
*和v
cq
*为所述滤波电容的dq参考电压，i
sd
*和i
sq
*为所述滤波电感的所述dq参考电流，i
sd
和i
sq
为滤波电感的dq实际电流，v
sd
和v
sq
为三相交流源的dq相电压，r11和r22为阻尼系数。
[0030]优选地，所述计算所述整流单元的dq输入参考电流具体包括：
[0031]对所述滤波电容的实际电压进行dq变换，得到dq坐标系下的所述滤波电容的dq实
际电压；
[0032]将所述滤波电感的实际电流进行dq坐标系转换，得到预设的dq坐标系下所述滤波电感的dq实际电流；
[0033]根据所述滤波电容的dq参考电压、所述滤波电容的dq实际电压和所述滤波电感的dq实际电流，计算所述整流单元的dq输入参考电流。
[0034]优选地，根据以下公式计算所述整流单元的dq输入参考电流：
[0035][0036]其中，i
od
*和i
oq
*为dq输入参考电流，v
cd
*和v
cq
*为滤波电容的dq参考电压，v
cd
和v
cq
为滤波电容的dq实际电压，g11和g22为阻尼系数。
[0037]综上，实施本专利技术的实施例，具有如下的有益效果：
[0038]本专利技术提供的电流型PWM整流器及其无源控制方法，采用无源控制方法对电流型PWM整流器进行控制，不仅可以实现有功和无功的独立解耦控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流型PWM整流器，其特征在于，包括：依次连接的滤波单元、整流单元及负载单元；所述滤波单元的输入端连接三相交流源，所述滤波单元的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的第一输出端连接所述负载单元的输入端，所述整流单元的第二输出端连接所述负载单元的输出端；所述滤波单元，用以滤除所述电流型PWM整流器交流侧接收的所述三相交流源的高次谐波；所述整流单元，用以对滤波电压进行整流，得到整流电压；所述负载单元，用以对接收的整流电压进行转化，实现能量输出。2.如权利要求1所述的电流型PWM整流器，其特征在于，所述滤波单元包括第一电感、第二电感和第三电感，所述滤波电容单元包括第一电容、第二电容和第三电容；所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感的第一端分别连接至三相交流源；所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接于所述第一连接点，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端连接于所述第二连接点，所述第三电感的第二端与所述第三电容的第一端连接于所述第三连接点；所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容的第二端相互连接。3.如权利要求2所述的电流型PWM整流器，其特征在于，所述整流单元包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元；所述第一开关单元与所述第四开关单元连接于所述第一连接点，所述第三开关单元与所述第六开关单元连接于所述第二连接点，所述第五开关单元与所述第二开关单元连接于所述第三连接点。4.如权利要求3所述的电流型PWM整流器，其特征在于，所述第一开关单元包括串联连接的开关S1和二极管D1，所述第二开关单元包括串联连接的开关S2和二极管D2，所述第三开关单元包括串联连接的开关S3和二极管D3，所述第四开关单元包括串联连接的开关S4和二极管D4，所述第五开关单元包括串联连接的开关S5和二极管D5，所述第六开关单元包括串联连接的开关S6和二极管D6；开关S1的第一端连接至二极管D1的阳极，开关S3的第一端连接至二极管D3的阳极，开关S5的第一端连接至二极管D5的阳极，二极管D1的阴极、二极管D3的阴极和二极管D5的阴极均连接至所述负载单元的输入端；开关S4的第一端连接至二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接开关S1的第二端，开关S6的第一端连接至二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接开关S3的第二端，开关S2的第一端连接至二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接开关S5的第二端，开关S4的第二端、开关S6的第二端及开关S2的第二端连接至所述负载单元的输出端。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述负载单元包括串联的负载电感L
dc
和负载电阻R
L
；所述负载电感L
dc
的一端连接所述负载电阻R
L
的一端，所述负载电感L
dc
的另一端作为所述负载单元的输入端，所述负载电阻R
L
的另一端作为所述负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇明，何山，唐文俊，李艳，任佳，李建国，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：