[发明专利]一种三相电压型PWM整流器直接功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及PWM整流控制领域，具体涉及一种三相电压型PWM整流器直接功率控制方法。

背景技术

电压型PWM整流器具有交流侧交流电流低谐波、单位功率因数、能量双向流动及恒定直流电压控制等优点，日益引起人们的关注。与直接电流控制相比，直接功率控制系统算法和系统结构跟简单、动态性能更好、不受坐标变换影响，因此逐渐成为国内外学者研究的热点。

直接功率(DPC)控制系统包括直流电压外环、功率内环结构；主电路由交流电压、电流检测电路和直流电压检测电路、滤波电抗器、开关管、直流电解电容器和负载组成。其传统控制方法为：根据检测到的电流i_a、i_b、i_c及u_a、u_b、u_c经坐标变换得到两相坐标系下的电压u_α、u_β和电流i_α、i_β,然后得到瞬时有功和无功功率的估算值p、q,p和q与给定的p_ref和q_ref比较后的差值信号送入功率滞环比较器得到S_p、S_q开关信号，扇形θ划分由u_α和u_β确定。p_ref由直流电压外环PI调节器的输出(代表电流)与直流电压的乘积设定，根据S_p、S_q、θ_n在开关表中选择所需的驱动信号去驱动主电路开关管。这种传统的直接功率控制中用到的开关表会出现无功功率失控区，从而会引起无功和有功的波动，进而使直流侧输出电压产生波动，影响系统的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高系统可靠性和稳定性三相电压型PWM整流直接功率控制方法＝。

本发明的目的是这样实现的：

(1)检测整流器交流侧电网电压、输入电流及直流侧母线电压；

(2)将检测到的电网电压、输入电流经abc/αβ变换，得到电网电压和输入电流在αβ坐标系下的分量；

(3)根据αβ坐标系下的分量计算瞬时有功和无功，确定电网电压U的幅角和其所在扇区n，

θ=arctguβuα;]]>

(4)将直流侧采样电压与给定值相比较后的差值经PI调节器输出；

(5)将输出值与采样电压的乘积作为有功功率的给定Pref；

(6)有功功率给定Pref与实时有功功率的差值经滞环比较器后产生开关信号Sp_；

(7)实时无功功率经滞环比较器后产生Sq；

(8)选择器根据Sp、Sq选择快速或慢速开关表，产生开关信号驱动主电路开关管，实现PWM整流器的直接功率控制。

本发明的有益效果为：本发明基于传统直接功率控制的基础上，采用根据开关矢量对于有功功率和无功功率的幅度变化控制，选择快速或慢速开关表来产生驱动开关管的方法，可有效解决传统直接功率控制中由于存在无功功率失控区而引起无功和有功波动的问题，消除了无功功率失控区，提高了系统的可靠性和稳定性，方法简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明一种三相电压型PWM整流直接功率控制方法控制框图。

图2为本发明方法的开关矢量对有功(无功)功率作用。

图3为采用本发明方法控制下的实施例交流侧电压电流波形。

图4为采用传统直接功率控制的实施例有功功率与无功功率波形。

图5为采用本发明方法控制下的实施例有功功率与无功功率波形。

图6为采用传统直接功率控制的实施例直流电压输出波形。

图7为采用本发明方法控制下的实施例直流电压输出波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

本发明是通过下列技术方案来实现：

一种三相电压型PWM整流直接功率控制方法，包括以下步骤：