[发明专利]一种基于锁相环的分序的三相四桥臂逆变器控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于锁相环的分序的三相四桥臂逆变器的控制系统，其特征在于，包括相序分离模块、直流参考电压计算模块、瞬时参考电压计算模块和脉冲信号产生模块，其中，相序分离模块的输入接三相四桥臂逆变器输出，相序分离模块的输出接直流参考电压计算模块的输入，直流参考电压计算模块的输出接瞬时参考电压计算模块的输入，瞬时参考电压计算模块的输出接脉冲信号产生模块的输入，脉冲信号产生模块的输出接三相四桥臂逆变器的控制输入端；

直流参考电压计算模块具体包括正序控制模块、负序控制模块和零序控制模块，其中，正序控制模块包括第一正序控制器，正序电压分量U⁺_O和正序电流分量I⁺_L直接输入第一正序控制器，第一正序控制器采用基于幅值裕度和相角裕度要求的双环电压PI控制算法对分离出来的正序电压分量、正序电流分量进行计算，得到正序参考电压U⁺_dq和正序参考电压锁相角θ；

负序控制模块包括负序坐标变换和第二正序控制器，负序电压分量U^-_O和负序电流分量I^-_L经过负序坐标变换后得到变换后的正序坐标系下的负序电压分量U^+′_O和负序电流分量I^+′_L，U^+′_O和I^+′_L分别定义为负序电压分量U^-_O和负序电流分量I^-_L经过负序坐标变换后得到变换后的正序坐标系下的负序电压分量和负序电流分量，然后输入第二正序控制器，第二正序控制器采用基于幅值裕度和相角裕度要求的双环电压PI控制算法对U^+′_O和I^+′_L进行计算，得到负序参考电压U^+′_dq和负序参考电压的锁相角θ′；

零序控制模块包括零序坐标变换和第三正序控制器，零序电压分量U⁰_O和零序电流分量I⁰_L经过零序坐标变换后得到变换后的零序电压分量U^+″_O和零序电流分量I^+″_L，U^+″_O和I^+″_L分别定义为零序电压分量U⁰_O和零序电流分量I⁰_L经过零序坐标变换后得到变换后的零序电压分量和零序电流分量，然后输入第三正序控制器，第三正序控制器采用基于幅值裕度和相角裕度要求的双环电压PI控制算法对U^+″_O和I^+″_L进行计算，得到零序参考电压U^+″_dq和零序参考电压锁相角θ″；

瞬时参考电压计算模块包括正序反Park变换、正序反Clark变换、负序坐标反变换、零序坐标反变换和交流参考电压合成模块；其中，正序反Park变换将所得到的正序参考电压U⁺_dq、负序参考电压U^+′_dq和零序参考电压U^+″_dq分别进行坐标变换到αβ坐标系下，进而将正序参考电压、负序参考电压和零序参考电压的直流量分别转换为交流量U⁺_αβ、U^+′_αβ和U^+″_αβ；然后正序αβ坐标系下的交流量U⁺_αβ、U^+′_αβ和U^+″_αβ分别经过正序反Clark变换后，将交流量分别转换为正序静止abc坐标系下的交流量U^+*、U^+′*和U^+″*；交流量U^+*直接输入交流参考电压合成模块；交流量U^+′*经过负序坐标反变换后得到U^-*，然后输入交流参考电压合成模块；交流量U^+″*经过零序坐标反变换后得到U^0*，然后输入交流参考电压合成模块；

交流参考电压合成模块将得到的三个静止abc坐标下正序的分量做相应变换，其中负序分量对B、C相分量进行互换后叠加到相应的正序A、B、C相，而零序分量仅仅需要对A相分量分别加到正序和负序分量的A、B、C三相分量上面，即得到三维空间矢量调制算法的瞬时参考电压。