[发明专利]一种电压不平衡条件下三相PWM变换器及其优化控制方法

摘要

本发明涉及三相PWM变换器稳定运行领域，具体为一种电压不平衡条件下三相PWM变换器及其优化控制方法，本发明有效解决了电压不平衡条件下三相PWM变换器交流侧电流负序分量与有功功率二次波动问题。三相PWM变换器包括三相全桥整流电路、功率补偿电路，该变换器基于谐波检测、比例积分及谐振控制原理，并将其应用到无需检测相位的α‑β坐标系下三相PWM变换器数学模型之中对其进行控制，控制器包括交流控制器与直流控制器，通过对交流侧正负序电压、交流侧电流以及直流电压进行控制，实现消除负序电流与有功功率二次波动。

主权项

1.一种电压不平衡条件下的三相PWM变换器优化控制方法，其特征在于包括三相全桥整流电路和功率补偿电路；其中三相全桥整流电路包括相互并联的三组桥臂，每组桥臂都包括两个相互串联的IGBT，IGBT由功率管和反并联的二极管构成，三相全桥整流电路的交流侧经过电感与电网连接，直流侧电容与桥臂并联；功率补偿电路包括电感Lac、电容Cac和一组由两个相互串联的IGBT构成的桥臂，其桥臂与三相全桥整流电路直流侧电容并联，所述电感Lac和电容Cac串联形成串联支路，串联支路的一端连接在桥臂的中间，另一端连接在桥臂的负极，该三相PWM变换器的优化控制方法包括以下步骤：步骤一：首先采用陷波器对直流母线电压滤除二次谐波，得到的直流电压参考值V^※_dc，直流电压V_dc与直流电压参考值V^※_dc进行比较后经过PI控制得到直流电流参考值i^※_dc，然后与直流电压参考值V^※_dc相乘得到有功功率P，无功功率Q根据实际需要给定参考值；步骤二：检测电网侧交流电压e_abc、交流电流i_abc，并将其进行α‑β坐标变换，得到α‑β坐标系下的电压e_αβ和电流i_αβ，并对e_αβ进行正负序分离，得到正序电压和负序电压步骤三：由步骤一中得到的有功功率P与无功功率Q，以及步骤二中得到的正序电压通过计算得到电流参考值i^※_αβ，电流参考值i^※_αβ与实际电流i_αβ进行比较，通过比例积分谐振控制得到电压正序分量然后与实际负序电压叠加，经过SVPWM控制，输出PWM波进而控制三相全桥整流电路；步骤四：将步骤二中得到的负序电压与电流i_αβ进行计算得到有功功率二次波动值，进而得到功率补偿电路中交流电容电压参考值v^※_ac，然后与实际电容电压v_ac进行比较，然后经过PI控制得到电流参考值i^※_ac；步骤五：检测电感Lac处电流i_ac，与电流参考值i^※_ac进行比较，经过比例控制，输出PWM波进而控制功率补偿电路，实现消除有功功率二次波动。