[发明专利]一种抑制启动电流的单相PWM整流器控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种抑制启动电流的单相PWM整流器控制方法，本发明实施例首先通过使用电感与功率电阻串联对冲击电流产出抑制，使整流器直流电压达到交流电压峰；然后通过启动继电器短路功率电阻，并通过数字控制器使用电压外环阶梯给定的方法控制整流器使直流电压达到设定值；最后通过电压外环输出加入适当截止频率的低通滤波器和适当限幅阈值的限幅环节来限制启动电流的大小。采用本控制方法的单相PWM整流器具有启动电流小，快速性相当和鲁棒性相当的特性，具有较好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及具有双向能量回馈功能的电力电子技术领域，尤其涉及一种抑制启动电流的单相PWM整流器控制方法。

背景技术

随着现代工业发展，电力电子装置和非线性负载的广泛应用产生了大量的谐波，导致电力系统中谐波电流成分迅速增长，电流波形畸变，加大了线损和用电设备的损耗，系统功率因数急剧降低，严重影响电网电能质量。

由于PWM整流器能够实现网侧电流正弦化并且运行于单位功率因数状态下，而且又具备双向能量回馈的功能。因此PWM整流器在交流变换直流和直流变换交流的场合得到广泛的应用。

目前，单相PWM整流器启动过程所产生的冲击电流和失控电流都非常大。如果不加以抑制或者解决，主电路的开关管以及电感就必须选取能够承受更大电流的型号，这势必会增加整流器的体积和成本。如果能够采取适当的控制方法来减少启动过程中出现的冲击电流和失控电流，不仅能够减少整流器的功率裕量还能提高系统的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供了一种抑制启动电流的单相PWM整流器控制方法，能大幅度降低单相PWM整流器启动过程中所产生的冲击电流和由于过调制所引起失控电流以及大大抑制单相PWM整流器调节过程中所产生的超调电流。

本发明实施例提供了一种抑制启动电流的单相PWM整流器控制方法，包括：

S1：获取到当前时刻的交流侧电流值、交流侧电压值和直流侧电压值，对所述交流侧电流值和所述交流侧电压值进行变换和计算得到交流侧电流d轴分量和交流侧电流q轴分量；

S2：对所述直流侧电压值进行滤除频率信号操作和中位值平均滤波操作，得到滤波后的电压值，并获取到预置阶梯电压值，对所述预置阶梯电压值和所述滤波后的电压值进行计算得到直流侧电压外环偏差；

S3：对所述直流侧电压外环偏差进行调节操作和滤波操作，得到电流输出值，通过限幅环节判断所述电流输出值是否大于预置电流最大值，若大于，将所述预置电流最大值的值赋予所述电流输出值，若不大于，判断所述电流输出值是否小于预置电流最小值，若所述电流输出值小于预置电流最小值，将所述预置电流最小值的值赋予所述电流输出值，若所述电流输出值不小于预置电流最小值，输出所述电流输出值；

S4：将所述电流输出值转换为电流给定值，对所述电流给定值和所述交流侧电流d轴分量进行偏差计算得到电流d轴偏差，对所述交流侧电流q轴分量进行偏差计算得到电流q轴偏差，并通过PI数字控制器对所述电流d轴偏差、所述q轴分量分别进行计算得到电压d轴分量和电压q轴分量；

S5：通过预置第一公式和预置第二公式对所述电压d轴分量、所述电压q轴分量进行计算得到整流器期望输出，将所述整流器期望输出进行SPWM调制得到整流器开关管的输出驱动脉冲。

优选地，所述获取到当前时刻的交流侧电流值、交流侧电压值和直流侧电压值，对所述交流侧电流值和所述交流侧电压值进行变换和计算得到交流侧电流d轴分量和交流侧电流q轴分量之前还包括：

将交流侧的功率电阻和电感串联，在整流器直流侧电压提升至交流侧电压峰值后，闭合启动继电器使得功率电阻短路，再执行S1。

优选地，所述通过预置第一公式和预置第二公式对所述电压d轴分量、所述电压q轴分量进行计算得到整流器期望输出，将所述整流器期望输出进行SPWM调制得到整流器开关管的输出驱动脉冲之后还包括：