[发明专利]一种单相桥式整流器输入电流三次谐波抑制方法及系统

说明书

本发明公开了一种单相桥式整流器输入电流三次谐波抑制方法及系统，其中方法包括：采集电网的电压实时值usubgt;s/subgt;，并计算电压幅值Usubgt;sm/subgt;；基于电压实时值usubgt;s/subgt;通过锁相环，获取电网的电压矢量角θ；基于电压矢量角θ，生成余弦信号cosθ；基于预设的输出直流电压指令Usubgt;dc/subgt;supgt;*/supgt;，经过电压外环控制环路得到电网有功电流指令Isubgt;sd/subgt;supgt;*/supgt;；基于电压幅值Usubgt;sm/subgt;、余弦信号cosθ以及电网有功电流指令Isubgt;sd/subgt;supgt;*/supgt;对电网功率波动进行预测；基于预测的电网功率波动，结合单相PWM整流器的硬件参数，预测输出电压中的电压波纹；对电压纹波叠加至控制系统的输出电压实时值Usubgt;dc/subgt;，经过电压外环，获取电网电流有功值指令Isubgt;sd/subgt;supgt;*/supgt;；基于电网电流有功值指令Isubgt;sd/subgt;supgt;*/supgt;对单相PWM整流器的输入电流三次谐波进行抑制。

技术领域

本发明涉及单相脉冲宽度调制PWM整流器技术领域，更具体地，涉及一种单相桥式整流器输入电流三次谐波抑制方法及系统。

背景技术

单相脉冲宽度调制PWM整流器是一种比较常见的AC-DC变换拓扑。功率因数可控，能够实现能量的双向流动；电网输入电流正弦度高，谐波小；输出母线电压可控。广泛应用于各类中小功率AC-DC-DC电源的前级整流，在通信电源、超导储能、不间断电源、特种电源领域都有十分广泛的应用。

由于单相输入的功率具有两倍工频的周期性脉动，输出直流电压不可避免会存在相应的两倍工频纹波分量，这些两倍工频纹波被引入控制系统后，最终会造成电网电流波形的畸变，出现较大的三次谐波，增大电流的总谐波失真，影响电网的电能质量。

为了减小输出电压纹波对电网电流的影响，传统的做法是在反馈环路中引入低通滤波器，但这会减小系统的带宽，影响变换器的响应速度。因此，需要一种技术，以实现对单相桥式整流器输入电流三次谐波进行抑制。

发明内容

本发明技术方案提供一种单相桥式整流器输入电流三次谐波抑制方法及系统，以解决如何对单相桥式整流器输入电流三次谐波进行抑制的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种单相桥式整流器输入电流三次谐波抑制方法，所述方法包括：

采集电网的电压实时值u_s，并计算电压幅值U_sm；

基于所述电压实时值u_s通过锁相环，获取电网的电压矢量角θ；基于所述电压矢量角θ，生成余弦信号cosθ；

基于预设的输出直流电压指令U_dc^*，经过电压外环控制环路得到电网有功电流指令I_sd^*；基于所述电压幅值U_sm、所述余弦信号cosθ以及所述电网有功电流指令I_sd^*对电网功率波动进行预测；

基于预测的电网功率波动，结合单相脉冲宽度调制PWM整流器的硬件参数，预测输出电压中的电压波纹；

对所述电压纹波叠加至控制系统的输出电压实时值U_dc，经过电压外环，获取电网电流有功值指令I_sd^*；基于所述电网电流有功值指令I_sd^*对单相脉冲宽度调制PWM整流器的输入电流三次谐波进行抑制。

优选地，所述基于所述电压实时值u_s，通过锁相环，获取电网电压的矢量角θ，包括：