[发明专利]一种组合式三相单级PFC变换器的双比例因子控制策略

说明书

一种组合式三相单级PFC变换器的双比例因子控制策略，属于电力电子变换器的控制领域，为了解决现有的控制策略在电网不平衡条件下会使组合式变换器存在输入电流含有低次谐波、输出电压含有低次纹波和三相单体功率不均衡的问题。双比例因子控制策略包括一个电压外环和三个电流内环；三个电流内环分别与a相单体、b相单体和c相单体对应，三个电流内环的结构相同；每个电流内环包括第一乘法器、限幅器、第二乘法器、电流补偿器和PWM调制器。本发明适用于控制组合式三相单级PFC变换器。

技术领域

本发明涉及一种控制策略，具体涉及适用于电网不平衡条件下组合式三相单级PFC变换器的控制策略，属于电力电子变换器的控制领域。

背景技术

功率因数校正(PFC)变换器是一类高功率因数整流器，可有效降低谐波污染，提高功率因数，组合式三相单级PFC变换器(以下简称为组合式变换器)是将三个单相单级PFC变换器组合形成三相PFC变换器。单体组合式的结构使得这种PFC变换器的控制变得相对容易、也相对灵活，只需将单相PFC变换器的经典电压电流双闭环控制策略稍加改进即可使该变换器同时实现电压变换和PFC功能。

图2为现有控制策略的结构示意图，图3为组合式三相单级PFC变换器的结构示意图，图2中PWM调制器的输出作为图3中对应相单体的全桥桥臂的开关器件的PWM开关信号。

然而，上述现有的控制策略仅在三相电网平衡条件下才能使组合式变换器正常稳定工作，达到单位功率因数，输出无低次纹波的直流电压。在电网不平衡条件下，采用现有的控制策略时，组合式变换器将存在输入电流含有低次谐波、输出电压含有低次纹波和三相单体功率不均衡的问题，这些问题都将严重影响变换器的正常工作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的控制策略在电网不平衡条件下会使组合式变换器存在输入电流含有低次谐波、输出电压含有低次纹波和三相单体功率不均衡的问题，提供一种可解决该问题的组合式三相单级PFC变换器的双比例因子控制策略。

本发明所述的一种组合式三相单级PFC变换器的双比例因子控制策略，包括一个电压外环和三个电流内环；

三个电流内环分别与a相单体、b相单体和c相单体对应，三个电流内环的结构相同；

电压外环采用电压补偿器实现，电压补偿器的两个输入端分别输入变换器的输出电压采样值和变换器的输出电压给定值；

每个电流内环包括第二乘法器、电流补偿器和PWM调制器；

第二乘法器的输出端与电流补偿器的一个输入端相连，电流补偿器的另一个输入端输入对应单体的PFC电感电流采样值，电流补偿器的输出端与PWM调制器的一个输入端相连，PWM调制器的另一个输入端输入开关频率的锯齿波信号，PWM调制器的输出作为对应单体的全桥桥臂开关器件的PWM开关信号；

每个电流内环还包括第一乘法器和限幅器；

电压补偿器的输出端与第一乘法器的一个输入端相连，第一乘法器的另一个输入端输入对应单体的第一比例因子，第一乘法器的输出端与限幅器的输入端相连，限幅器的输出端与第二乘法器的一个输入端相连，第二乘法器的另两个输入端分别输入对应单体的输入电压采样值的绝对值和对应单体的第二比例因子。

优选的是，i相单体的第一比例因子k_i1和第二比例因子k_i2的取值均与该相单体的输入电压成反比，

k_i1＝1/j_i，k_i2＝k_uin/j_i；

j_i为i相单体输入电压有效值与额定输入电压有效值U_in之比，k_uin为单体输入电压采样系数。