[发明专利]基于同步旋转坐标系的滞环电流控制方法

说明书

本发明提供了一种基于同步旋转坐标系的滞环电流控制方法。通过基于电压矢量的滞环控制，将电流误差限制在随坐标轴旋转的正方形内，且考虑三相之间的耦合关系，当电流误差超过滞环宽度时，选择合适的电压矢量使电流误差向其相反方向运行，进而将电流误差限制在正方形内，给出了详细的电压矢量选择方案，使输出电流波形正弦度高。可以减小转矩脉动，同时减小逆变器开关动作次数，降低开关损耗。

技术领域

本发明属三相电压源逆变器电流控制领域，具体涉及一种在同步旋转坐标系下的滞环电流控制方法。

背景技术

三相电压源逆变器的电流控制是有源电力滤波器、交流电机控制、不间断电源等应用的总体控制结构中重要组成部分，电流控制器的质量直接影响系统的性能。目前对电流的控制主要有预测控制、PI控制及滞环控制。预测控制实现复杂，需要负载参数；PI控制参数调整时间长，不确定因素较多。

滞环控制是一种基于瞬时值反馈的控制技术，将反馈信号与给定信号进行比较，若反馈值大于给定值，则通过逆变器使之减小，反之增大，将偏差限制在一定范围内。滞环控制由于实现简单、稳定好、动态响应快，鲁棒性好等优点得到了广泛应用，但其开关频率在一个工频周期内不固定，开关频率可控性差。

发明内容

为了克服滞环控制的开关频率可控性差并考虑负载三相之间的耦合关系，本发明提供了一种基于同步旋转坐标系的滞环电流控制方法。通过基于电压矢量的滞环控制，将电流误差限制在随坐标轴旋转的正方形内，且考虑三相之间的耦合关系，当电流误差超过滞环宽度时，选择合适的电压矢量使电流误差向其相反方向运行，进而将电流误差限制在正方形内，给出了详细的电压矢量选择方案，使输出电流波形正弦度高。可以减小转矩脉动，同时减小逆变器开关动作次数，降低开关损耗。

一种基于同步旋转坐标系的滞环电流控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：给定滞环宽度Δi^*，使电流误差限制在相应范围内，本发明中，Δi^*的取值范围为0.1～0.5A，电流误差限制在以Δi^*为边长的正方形区域内。

步骤2：由三相电压源逆变器得到8个电压空间矢量，包括6个非零电压矢量V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆和2个零电压矢量V₀、V₇，V₀～V₇的开关状态分别为000、100、110、010、011、001、101、111，令V₁与α轴方向一致，6个非零电压矢量将空间分为六个扇区，从V₁开始，逆时针分别为V₁和V₂之间为扇区Ⅰ、V₂和V₃之间为扇区Ⅱ、V₃和V₄之间为扇区Ⅲ、V₄和V₅之间为扇区Ⅳ、V₅和V₆之间为扇区Ⅴ、V₆和V₁之间为扇区Ⅵ，对于任一时刻的旋转电压矢量根据扇区分布判断得到其所在的扇区。