[发明专利]一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法

说明书

本发明涉及一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法，包括以下步骤：采集电网电压信息；通过整流器进行能量分析，根据整流器直流侧提供给负载的有功功率计算d轴网侧电流分量；分析基于输入未知的q轴网侧电流分量时电网电压向量、网侧输入电流向量和整流器输出电压向量之间的几何关系；根据电流过零点的临界条件和步骤S3中获取的几何关系来计算注入特定的q轴网侧电流分量；根据整流器输出电压向量确定开关管的开关序列。该方法使得VIENNA整流器在电流过零点运行时，可以完全消除输出电压畸变，与整流器输出电压定向电流消除电流过零点畸变方法相比，提高了功率因数。

技术领域

本发明属于电力电子技术应用领域，具体涉及一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法。

背景技术

近年来，三电平变流器受到了广泛地关注。相比于传统的两电平变流器，三电平变流器具有较低的总谐波畸变率、较低的器件电压应力和较高的能量转换效率的优点。在众多三电平变流器中，VIENNA整流器凭借其功率因数高，控制简单，被广泛应用于风力发电机、电动汽车等诸多中、高压大功率场合。

VIENNA整流器电流过零点畸变问题主要是传统控制方法工作于网侧单位功率因数，即电网电压与网侧输入电流同相位引起的。当VIENNA整流器在电流过零电点运行，会出现调制电压与相电流符号不一致，这是引起电流过零点畸变的根本原因。

为了消除VIENNA整流器电流过零点畸变问题，本质上的解决方法是使得网侧输入电流与整流器输出电压同相位。但是这种方法牺牲了功率因数。而高功率因数是VIENNA整流器的优良性能之一。因此，需要一种既能消除电流过零点畸变又能提高功率因数的VIENNA整流器控制方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题，提供了一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法，该方法通过注入特定的q轴网侧输入电流分量，解决电流过零点畸变问题。同时解决了因消除电流过零点畸变引起的功率因数降低问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种消除VIENNA整流器电流过零点畸变的方法，包括以下步骤：

步骤S1.采集电网电压信息E；

步骤S2.根据电网电压信息确定整流器直流侧提供给负载的有功功率，基于整流器直流侧提供给负载的有功功率确定d轴网侧电流分量I_d；

步骤S3.分析基于输入未知的q轴网侧电流分量I_q时电网电压向量E、网侧输入电流向量I和整流器输出电压向量U之间的几何关系；

步骤S4.根据电流过零点的临界条件和步骤S3中获取的几何关系来计算注入特定的q轴网侧电流分量I_q和整流器输出电压向量U；

步骤S5.根据步骤S4中获得的整流器输出电压向量U确定开关管的开关序列。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S2中d轴网侧电流分量I_d的计算公式为：

I_d＝P/E (1)

其中P为整流器直流侧提供给负载的有功功率，E是采集的电网电压。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中网侧输入电流向量I滞后电网电压向量E并超前整流器输出电压向量U，网侧输入电流向量I滞后电网电压向量E的角度为电网侧的功率因数整流器输出电压向量U处于可调制区域和不可调制区域的边界线上。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S4中特定的q轴网侧电流分量I_q的计算公式为：