一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法技术

本发明专利技术提供了一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法，包括以下步骤：步骤一：按照PWM整流器网侧三相电流流动方向，将其划分成6个区间，即Ⅰ区间：ia>0，ib0、Ⅱ区间：ia>0，ib0，ib>0、ic0、ic0、ic>0和Ⅵ区间：ia0；步骤二：当检测到电流越限时，按照三相电流所存在的当前区间，选择开关器件的通断状态，将过冲电流强制抑制在允许范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法
该项专利技术技术属于三相PWM整流器电流控制领域，主要用来解决三相PWM整流器电流控制过程中瞬态电流过冲问题，如整流控制启动阶段电流过冲问题。
技术介绍
在PWM整流器系统控制策略中，网侧电流控制是决定整流器性能的关键技术。目前，VSR电流控制技术主要分为两大类，即间接电流控制和直接电流控制。其中，直接电流控制由于采用闭环控制策略，具有较快的响应速度和较强的控制鲁棒性，成为特别是对系统动态性能要求较高场合的主要手段，如双闭环电流控制、状态反馈控制、无差拍控制及滞环电流控制等，而其中以双闭环电流控制应用最为广泛。然而，实际工程应用中发现，在PWM电流控制过程中，特别是在控制初始阶段，电流会出现较大的过冲现象。引起电流过冲存在多方面原因，如系统电感、电容等储能元件随着开关状态变化而产生的谐振；再如，当系统采用PI闭环控制器时由于PI参数配置失当引起的系统超调。对于前者，由于与系统容量及元件参数选择有关，不易做太大的改动；而对于后者，通过适当调整PI控制器相关控制参数，会在一定程度上缓解上述电流过冲现象，但同时也会影响系统其他控制性能指标，而且该方法对抑制电流过冲并没有明显的效果。未见有针对三相PWM整流器瞬态电流过冲控制的现有技术。
技术实现思路
本专利技术所述一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法，无需复杂的控制算法，当检测到三相电流存在越限时，只需要判断当前三相电流所处的按照一定规则划分的区间，即可确定各开关的通断状态，实时抑制电流过冲。该方法实现简单，易于工程实现。本专利技术采用了以下技术方案：一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法，包括以下步骤：步骤一：按照PWM整流器网侧三相电流流动方向，将其划分成6个区间，即Ⅰ区间：ia>0，ib<0、ic>0、Ⅱ区间：ia>0，ib<0、ic<0、Ⅲ区间：ia>0，ib>0、ic<0、Ⅳ区间：ia<0，ib>0、ic<0、Ⅴ区间：ia<0，ib>0、ic>0和Ⅵ区间：ia<0，ib<0、ic>0；步骤二：当检测到电流越限时，按照三相电流所存在的当前区间，选择开关器件的通断状态，将过冲电流强制抑制在允许范围内：（a）当三相电流存在对应ia>0，ib<0、ic>0的Ⅰ区间时，开关状态设定为：T1=1、T3=0、T5=1，而T2、T4、T6的开关状态分别与T1、T3、T5相反，下同；（b）当三相电流存在对应ia>0，ib<0、ic<0的Ⅱ区间时，开关状态设定为：T1=1、T3=0、T5=0；（c）当三相电流存在对应ia>0，ib>0、ic<0的Ⅲ区间时，开关状态设定为：T1=1、T3=1、T5=0；（d）当三相电流存在对应ia<0，ib>0、ic<0的Ⅳ区间时，开关状态设定为：T1=0、T3=1、T5=0；（e）当三相电流存在对应ia<0，ib>0、ic>0的Ⅴ区间时，开关状态设定为：T1=0、T3=1、T5=1；（f）当三相电流存在对应ia<0，ib<0、ic>0的Ⅵ区间时，开关状态设定为：T1=0、T3=0、T5=1；附图说明图1是三相PWM整流器等效电路模型。图2是单位功率因数PWM整流器三相电流区间划分方法。图3是单位功率因数PWM整流器在|ia|>Imax时各区间电流过冲抑制原理。实施方式本专利技术所述一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法，按照PWM整流器网侧三相电流流动方向，将其划分成若干区间，当检测到电流越限时，按照三相电流所存在的当前区间，选择开关器件的通断状态，将过冲电流强制抑制在允许范围内。设电流限值为Imax，取图1所示电流参考方向为正方向。PWM整流器以单位功率因数（UnitPowerFactor，UPF）整流模式为例分析方法原理。可将三相电流在一个周波内可按照划分成6个区间，参照图2。1、以|ia|>Imax越限为例来分析不同区间UPF整流器交流侧电流过冲抑制方法及各开关器件的通断状态：（1）Ⅰ区间：ia>0，ib<0、ic>0参照图3（a）：首先，为了抑制ia，应该让其向相反方向变化，此时必须有T1=1，T2=0；其次，由于ib<0，对于T3、T4而言，如果T3=1，T4=0，ia会经过T1、T3形成回路②，促使ia进一步增长，因此，必须存在T3=0，T4=1，此时ia通过T1、电容C以及T4形成回路①，迫使ia向反方向变化；最后，对于开关T5、T6来说，由于ic与ia同方向，不影响ia的变化，因此，T5、T5的两种开关状态都可选。实际上，T5、T5的开关状态应综合考虑ic的情况，这里待定。（2）Ⅱ区间：ia>0，ib<0、ic<0参照图3（b）：首先，同理Ⅰ区间，由于ia>0，ib<0，为了抑制ia而让其向相反方向变化，必须有T1=1，T2=0和T3=0，T4=1，让ia通过T1、电容C以及T4形成回路①，迫使ia向反方向变化，而避免回路③的形成；其次，由于ic<0，必须使T5=0，T6=1，让ia通过T1、电容C以及T6形成回路②，迫使ia向反方向变化；否则，T5=1，T6=0，ia将通过T1和T5形成回路④，ia同向增加。（3）Ⅲ区间：ia>0，ib>0、ic<0参照图3（c）：由于ia>0，同上，必须有T1=1，T2=0；首先分析T5、T6开关状态，由于此时ic<0，同理Ⅰ区间的ib<0，符号与ia相反，此时必须使T5=0，T6=1，ia通过T1、电容C以及T6形成回路①，迫使ia向反方向变化；对于T3、T4，由于ib>0，同理Ⅰ区间的ic>0，符号与ia相同，T3、T4的开关状态待定。（4）Ⅳ区间：ia<0，ib>0、ic<0参照图3（d）：首先，为了抑制ia而让其向相反方向变化，必须有T1=0，T2=1；其次，由于ib>0，对于T3、T4而言，必须存在T3=1，T4=0，此时ia通过T3、电容C以及T2形成回路①，迫使ia向反方向变化；最后，同理Ⅰ区间的T5、T6，由于ic方向与ia一致，开关T5、T6状态待定。（5）Ⅴ区间：ia<0，ib>0、ic>0参照图3（e）：首先，同理Ⅳ区间，由于ia<0，必须有T1=0，T2=1；而对于开关T3、T4和T5、T6来说，由于ib>0、ic>0，方向与ia相反，必须有T3=1、T4=0和T5=1、T6=0，让ia通过T3、电容C以及T2形成回路①，以及通过T5、电容C以及T2形成回路②，迫使ia向反方向变化。（6）Ⅵ区间：ia<0，ib<0、ic>0参照图3（f）：首先，由于ia<0，必须有T1=0，T2=1；其次，而对于开关T5、T6来说，由于ic>0，方向与ia相反，必须有T5=1、T6=0，让ia通过T5、电容C以及T2形成回路①，迫使ia向反方向变化。最后，由于ib<0，方向与ia相同，因此开关T3、T4的状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法，包括以下步骤：步骤一：按照PWM整流器网侧三相电流流动方向，将其划分成6个区间，即Ⅰ区间：ia>0，ib0、Ⅱ区间：ia>0，ib0，ib>0、ic0、ic0、ic>0和Ⅵ区间：ia?0；步骤二：当检测到电流越限时，按照三相电流所存在的当前区间，选择开关器件的通断状态，将过冲电流强制抑制在允许范围内：（a）当三相电流存在对应ia>0，ib0的Ⅰ区间时，开关状态设定为：T1=1、T3=0、T5=1，而T2、T4、T6的开关状态分别与T1、T3、T5相反，下同；（b）当三相电流存在对应ia>0，ib0，ib>0、ic0、ic0、ic>0的Ⅴ区间时，开关状态设定为：T1=0、T3=1、T5=1；（f）当三相电流存在对应ia0的Ⅵ区间时，开关状态设定为：T1=0、T3=0、T5=1。

【技术特征摘要】
1.一种三相PWM整流器瞬态电流过冲抑制方法，包括以下步骤：步骤一：按照PWM整流器网侧三相电流流动方向，将其划分成6个区间，即Ⅰ区间：ia>0，ib<0、ic>0、Ⅱ区间：ia>0，ib<0、ic<0、Ⅲ区间：ia>0，ib>0、ic<0、Ⅳ区间：ia<0，ib>0、ic<0、Ⅴ区间：ia<0，ib>0、ic>0和Ⅵ区间：ia<0，ib<0、ic>0；步骤二：当检测到电流越限时，按照三相电流所存在的当前区间，选择开关器件的通断状态，将过冲电流强制抑制在允许范围内，其中T1-T6表示三相PWM整流器的六个开关，T1和T2对应a相的上、下桥臂开关，T3和T4对应b相的上、下桥臂开关，T5和T6对应c相的上、下桥臂开关，“1”代表开关开通，“0”代表开关关断；（a）当三相电流存在对应ia...

【专利技术属性】
技术研发人员：许胜，李元贵，曹健，付焕森，赵小英，丁展，夏华凤，
申请(专利权)人：泰州师范高等专科学校，
类型：发明
国别省市：