[发明专利]一种三相PWM整流器的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电能转换应用领域，更具体地说，涉及一种三相PWM整流器的控制方法及装置。

背景技术

目前，三相PWM整流器作为工业应用中不可或缺的电力电子设备，广泛应用到电力、电子、通信、交通运输、医疗卫生等现代国民经济的各个生产部门及人民的日常生活。常用的三相PWM整流器控制策略是SVPWM(全称为Space Vector Pulse Width Modulation，即空间矢量脉宽调制)，它与传统的正弦PWM(全称为Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制)策略相比，输出电流波形的谐波分量小，且直流母线电压的利用率较高，更易于数字化控制。三相PWM整流器共有8种开关状态，根据三个桥臂开关的不同组合，整流器共输出八个基本电压矢量，包括六个非零矢量和两个零矢量。三相两电平PWM整流器控制策略SVPWM使用8种开关状态拟合参考电压矢量，但是，随着三相PWM整流器功率的增大，使得功率开关管的开关损耗越来越大，已成为制约高功率密度整流器发展的一个关键问题。

因此，如何减小功率开关管的开关损耗，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相PWM整流器的控制方法及装置，以实现减小功率开关管的开关损耗。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种三相PWM整流器的控制方法，包括：

确定三相PWM整流器的四个工作模态；

根据所述三相PWM整流器需输入的电压矢量，从所述四个工作模态中确定与所述电压矢量对应的扇区；

利用所述电压矢量所在扇区，确定合成所述电压矢量的两个工作模态；

确定所述电压矢量的两个工作模态的两个工作时间；

根据所述两个工作时间生成与所述两个工作模态对应的切换序列；

根据所述切换序列控制两个工作模态合成电压矢量，输出三相PWM整流器的直流电压。

其中，根据系统能控性，所述三相PWM整流器的四个工作模态，包括U₁₀₀、U₁₁₀、U₀₁₁和U₀₀₁；U₁₁₀、U₀₁₀、U₀₀₁和U₁₀₁；U₁₀₀、U₀₁₀、U₀₁₁和U₁₀₁三种组合方式。

其中，根据所述三相PWM整流器需输入的电压矢量，从所述四个工作模态中确定与所述电压矢量对应的扇区，包括：

根据所述三相PWM整流器需输入的电压矢量U_ref，生成α轴电压分量U_α，以及β轴电压分量U_β；

利用扇区确定规则生成扇区判定参数N；

利用所述判定参数N确定与所述电压矢量对应的扇区；

所述扇区确定规则为：

其中，所述确定所述电压矢量的两个工作模态的两个工作时间，包括：

利用所述电压矢量U_ref的α轴电压分量U_α，β轴电压分量U_β，以及周期时间，确定两个工作模态的两个工作时间，以及所述电压矢量的两个工作模态在不工作时三相PWM整流器的A、B、C三相桥臂的下功率开关管全开通的全开通时间。

其中，根据所述两个工作时间生成与所述两个工作模态对应的切换序列，包括：

根据所述两个工作模态，所述两个工作时间，以及与所述两个工作模态对应的零矢量及全开通时间，确定每个周期时间内的切换序列。

一种三相PWM整流器的控制装置，包括：

第一工作模态确定模块，用于确定三相PWM整流器的四个工作模态；

扇区确定模块，用于根据所述三相PWM整流器需输入的电压矢量，从所述四个工作模态中确定与所述电压矢量对应的扇区；

第二工作模态确定模块，用于利用所述电压矢量所在扇区，确定合成所述电压矢量的两个工作模态；

工作时间确定模块，用于确定所述电压矢量的两个工作模态的两个工作时间；

切换序列生成模块，用于根据所述两个工作时间生成与所述两个工作模态对应的切换序列；

直流电压输出模块，用于根据所述切换序列控制两个工作模态合成电压矢量，输出三相PWM整流器的直流电压。