[发明专利]一种矩阵整流器网侧功率因数校正方法

说明书

技术领域

本发明及电力电子技术领域，具体涉及一种应用于矩阵式整流器网侧功率因数校正的方法。

背景技术

矩阵整流器是一种通用的降压型三相AC-DC变换器，能够实现真正的四象限运行，正弦输入电流和功率因数可调等，可以产生幅值可调、极性可调的直流电压源，应用范围比较广泛。由于矩阵整流器的输入滤波器会使输入电流和输入电压之间产生相位差，造成输入功率因数的降低，特别是当矩阵整流器工作在轻载或者空载状态下时，这种影响会变得尤其显著。

目前常规对网侧功率补偿是直接补偿，即考虑输入滤波器影响的情况下推导得到实际的网侧功率因数角与滤波之后功率因数之间的关系。该方法虽然能够有效补偿由滤波器所引起的相位差，但需要获得输入滤波器电容和电感等参数以及电网侧电压、电流的幅值以及相位角的精确值，对内参数的扰动敏感，鲁棒性较差。

发明内容

为避免传统方法之中需要采集输入滤波器参数等精确数值来对矩阵整流器进行补偿，本发明提供一种矩阵整流器网侧功率因数的校正方法，包括以下步骤：S1、预设电压调制系数；S2、通过步骤S1预设的所述电压调制系数计算出矩阵整流器主电路功率因数角；S3、将步骤S1所述的电压调制系数与步骤S2所述的矩阵整流器主电路功率因数角代入空间矢量调制算法，获得占空比；

S4、根据步骤S3获得的所述占空比控制矩阵整流器双向开关的触发脉冲，以使得矩阵整流器双向开关工作在预定状态下。

本发明的矩阵整流器网侧功率因数的校正方法容易校正矩阵整流器网侧功率因数。

附图说明

图1为本发明的一种矩阵整流器网侧功率因数校正方法的流程框图；

图2为图1所示的矩阵整流器拓扑结构的一个实施例；

图3为一个实施例的输入相电流空间矢量图及目标电流矢量的合成示意图；

图4为一个实施例中的dq变换坐标系；

图5为一个实施例中的矩阵整流器电路系统的等效dq模型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的工作原理作具体的描述。

如图1所示，本发明的一种矩阵整流器网侧功率因数的校正方法，包括以下步骤：S1、预设电压调制系数；S2、通过步骤S1预设的所述电压调制系数计算出矩阵整流器主电路功率因数角；S3、将步骤S1所述的电压调制系数与步骤S2所述的矩阵整流器主电路功率因数角代入空间矢量调制算法，获得占空比；S4、根据步骤S3获得的所述占空比控制矩阵整流器双向开关的触发脉冲，以使得矩阵整流器双向开关工作在预定状态下。

一个实施例中的矩阵整流器拓扑图如图2所示，它由5部分组成：第Ⅰ部分为网侧输入电压(u_a、u_b、u_c；相应的输入电流为i_a、i_b、i_c)；第Ⅱ部分为输入滤波器(C_i、L_i)，第Ⅲ部分为由6个双向开关组成的主电路(S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₂₁、S₂₂、S₂₃)；第Ⅳ部分为输出滤波器(C_o、L_o)；第Ⅴ部分为负载(R_L)。

假设网侧输入电压为正序，矩阵整流器需要满足三相输入电压任意两相不能短路和输出电流不能断路的要求，共有9种开关组合，如表1所示：

表1 输入电压正相序时电流空间矢量

表1中前6种是有效矢量，后3种是零矢量。在一个PWM开关周期内，有效矢量按照要求作用一段时间为输出提供电压，剩下的时间为零矢量作用时间，没有电压输出，只提供负载续流。