[发明专利]一种单相整流器网侧电流优化控制方法

说明书

本发明公开了一种单相整流器网侧电流优化控制方法，涉及单相整流器控制技术领域。该方法包括根据单相整流器模型计算直流侧电压和网侧电流，构建调制波模型计算调制分量对应的调制波参数，根据调制波参数和锁相环输出信号得到对应的调制分量对调制波进行补偿。本发明适应于对直流电压纹波系数约束较宽的两电平、三电平及多电平的单相整流器，能够有效地减小单相整流器网侧电流的谐波含量及提高系统的功率因数，具有适用性强、经济型高等优点。

技术领域

本发明属于单相整流器控制技术领域，具体涉及一种单相整流器网侧电流优化控制方法。

背景技术

目前，单相整流器已广泛应用于电动汽车、电力电子变压器、LED灯等领域，单相整流器输入输出之间的脉动差，会产生对电能质量、系统效率和稳定性有较大影响的2次纹波。常用于减小二次纹波的硬件方法有加大直流侧电容和并联LC低通滤波器，因这两种方法增大系统体积,增加成本,降低功率密度，使用受限。在传统控制方法上，为了降低直流侧波动电压对网侧电流THD和系统单位功率因素的影响，在电压调节过程中引入低通滤波器或二次纹波陷波器等方法被应用。低通滤波器不仅会滤除直流侧的2次电压波动，同样会滤除用于系统调节产生的电压波动，使得控制器不能准确的对变换器进行控制且向电压控制环引入较大的延时。实际应用中二次纹波陷波器并不能完全阻止低频纹波进入控制器，少量低频纹波进入电流内环调节后，调制波中会含有过多的无功和3次谐波，最终网侧电流的无功含量和3、5、7次谐波依然存在。

发明内容

为了解决单相整流器网侧电流谐波大及系统无功含量高的问题，本发明提出了一种单相整流器网侧电流优化控制方法，采用在调制波中注入特定含量的谐波及无功的方法，实现有效地减小单相整流器网侧电流的谐波含量及提高系统的功率因数。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种单相整流器网侧电流优化控制方法，包括以下步骤：

S1、根据单相整流器模型，分别计算直流侧电压和网侧电流；

S2、构建包含调制分量的调制波模型，并根据步骤S1得到的直流侧电压和网侧电流计算调制分量对应的调制波参数；

S3、根据步骤S2得到的调制波参数和锁相环输出信号得到对应的调制分量，并添加到调制波中对网侧电流的无功及谐波进行补偿。

进一步地，所述步骤S1在单相整流器直流侧含有电压纹波的条件下，根据单相整流器模型能量守恒关系计算直流侧电压。

进一步地，所述直流侧电压表示为：

其中，v_dc分别为直流侧电压的参考值与实际值，V_s、I_s分别为交流侧电压、电流的有效值，C_dc为直流侧的支撑电容，ω为角频率。

进一步地，所述步骤S1在单相整流器直流侧含有电压纹波的条件下，根据单相整流器模型的传输功率守恒关系计算网侧电流。

进一步地，所述网侧电流表示为：

其中，v_s、i_s分别为交流侧电压电流，u_ab为调制波，L_s为交流侧电感。

进一步地，所述步骤S2中构建包含调制分量的调制波模型，表示为：

u_ab(t)＝u_ab1dsinωt+u_ab1qcosωt+u_ab3dsin3ωt+u_ab3qcos3ωt