[发明专利]基于虚拟电阻的电流源型整流器及并网控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流源型整流器稳定控制并实现低并网电流总谐波畸变率的控制方法，属于整流器控制方法的领域。

背景技术

传统的UPS电源通常采用相控整流器，直流母线电压为400V左右。但因其功率因数低，对电网污染大，已逐渐被基于全控器件的高频PWM整流器所取代。高频PWM整流器分为电压源型和电流源型两种，其中电流源型PWM整流器所需要的直流母线电压低于交流侧电压的峰峰值，因此当直流母线电压为400V左右时，用电流源型PWM变流器可以在保持现有直流母线电压及后级逆变器的前提下，以较低的成本完成UPS的升级换代工作，而对于新一代的大功率UPS也是很好的选择。

由于电流源型整流器交流侧使用电感电容滤波，易在交流侧产生谐振，影响并网电流的波形并可能造成停机。相对于电压源型整流器，电流源型整流器的瞬态模型阶数高，耦合性强，而且具有非线性的特点，常用于电压源型整流器的直接电流控制和间接电流控制很难在电流型整流器上直接应用。非线性控制方法在理论上很好地解决了电流源型整流器非线性强耦合的问题，通过闭环控制可对交流侧进行阻尼，但控制性能对系统参数的依赖性强，对参数变化敏感，而且实现复杂。

理论上，在交流滤波电容上并联电阻的方式是抑制振荡最简单和有效的方式，但由于电阻会产生功耗而无法实际应用。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，在电流源型整流器直流侧闭环控制的基础上，提出的一种在交流侧通过交流量的反馈控制实现虚拟电阻的有源阻尼控制技术，可有效地抑制交流侧电感电容滤波器出现的谐振，并降低了并网电流的总谐波畸变率，且不影响直流侧的稳定性和动态响应特性。

本发明所述的基于虚拟电阻的电流源型整流器由整流桥、微处理器及整流桥功率器件驱动单元组成，所述的整流桥通过整流桥功率器件驱动单元与微处理器连接通信；所述整流桥的交流侧依次配置有交流滤波电感、交流滤波电容和交流侧电压传感器；在整流桥的直流侧配置有直流电感、直流稳压电容、直流电压检测单元和直流电流检测单元。

所述微处理器内依次配备有锁相环、直流电压控制器、交流电流控制器、加法器和空间矢量PWM脉冲生成单元。

所述交流电流控制器内有坐标变换单元、d轴虚拟电阻调节器、q轴虚拟电阻调节器和除法器。

进一步的，所述的虚拟电阻调节器包含高通滤波器和虚拟电导环节。

利用所述的基于虚拟电阻的电流源型整流装置实现抑制谐振并降低并网电流总谐波畸变率的控制方法为：

第一步：整流器上电开机后，微处理器封锁脉冲，整流桥的交流侧电压传感器检测交流滤波电容电压u_a、u_b和u_c，微处理器采样该电压后对其进行锁相获得交流滤波电容电压的相位；

第二步：整流桥直流侧的直流电压检测单元和直流电流检测单元检测直流侧电压和电流，微处理器对该电压和电流进行采样后，将其与直流电压给定u_ref作为微处理器内部直流电压控制器的输入，计算得到直流侧的控制量。控制量的计算方法如下：

u_err＝u_ref-u_o    (1)

vo=votemp+ωn3LdcCdc311Tsuerr---(2)]]>