[发明专利]降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法

摘要

本发明公开的降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法：1)每个PWM开关周期内都对1个且仅对1个开关进行开关控制，其余5个开关处于常通，常断或控制导通状态；降低了平均开关速率，整流器可以得到更高的转换效率；2)采用开环控制的方法，无需构成闭环调节系统，且不需考虑PWM信号的叠流时间，控制方法实现更为简单。3)三相网侧电流的THD＝4.64％。整流输出直流电压平均值保持为相电压峰值的1.57倍不变，与负载电流无关。本发明降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法较为简单且能有效提高PWM整流器的变换效率。

主权项

1.降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法，其特征在于，采用开环PWM控制方法，且不用考虑PWM信号的叠流时间；每个PWM开关周期内都对1个且仅对1个开关进行开关控制，其余5个开关分别处于常通、控制导通或者常断状态；/n具体按照以下步骤实施：/n步骤1、对三相网侧电压UA、UB和UC进行相位锁定，通过锁相得到与网侧电压相同步的t1～t12时间区间同步节拍，t1区间位于UA正半周过零后的开始30°电角度期间，t2～t12依次排列各占30°电角度；/n步骤2、经步骤1后，构造三角载波信号Ut，三角载波信号Ut的谷点值为0，峰点值为1，三角载波Ut的频率fc>>50Hz；/n步骤3、经步骤2后，构造M1～M6这6个调制信号；/n步骤4、待步骤3完成后，使6个调制信号M1～M6分别与步骤2中的三角载波信号Ut相比较，生成对应T1～T6的6个控制信号：/n当调制信号Mi大于三角载波信号时，对应的第i个控制信号为1，对应的Ti导通；/n反之，第i个控制信号为0，对应的Ti关断，i=1～6；/n其中T1、T2、T3、T4、T5、T6表示6个逆阻型全控开关；T1～T6 的调制信号分别对应记为M1～M6；/n所述步骤3中：/nM1～M6 这6个调制信号是开环生成的，仅须与网侧电压保持同步关系；/n在t1时间区间内，M3=0，T3保持关断；M1=1，T1控制导通但其电流由T5的通断决定；将T5开关的调制信号记为M5，为一直线，在t1区间的起点为M5=1，在t1时间区间的终点为M5=0.5；即在t1区间的起点处电流Id全部流入T5，直流电流，记为Id，随后T5的电流线性减小，T1的电流线性增大，在t1区间的终点处Id平均分配给T5和T1；M4=0，T4保持关断；M6=1，T6保持导通；M2=0，T2保持关断；/n在t2时间区间内，M3=0，T3保持关断；M5=1，T5控制导通但其电流由T1的通断决定；将T1开关的调制信号记为M1，为一直线，在t2区间的起点为M1=0.5，在t2时间区间的终点为M1=1；即在t2区间的起点处电流Id平均分配给T1和T5，随后T1的电流线性增大，T5的电流线性减小，在t2区间的终点处电流Id全部流入T1；M4=0，T4保持关断；M6=1，T6保持导通；M2=0，T2保持关断；/n在t3时间区间内，M4=0，T4保持关断；M2=1，T2控制导通但其电流由T6的通断决定；将T6开关的调制信号记为M6，为一直线，在t3区间的起点为M6=1，在t3时间区间的终点为M6=0.5；即在t3区间的起点处电流Id全部流入T6，随后T6的电流线性减小，T2的电流线性增大，在t3区间的终点处Id平均分配给T6和T2；M1=1，T1保持导通；M3=0，T3保持关断；M5=0，T5保持关断；/n在t4时间区间内，M4=0，T4保持关断；M6=1，T6控制导通但其电流由T2的通断决定；将T2开关的调制信号记为M2，为一直线，在t4区间的起点为M2=0.5，在t4时间区间的终点为M2=1；即在t4区间的起点处电流Id平均分配给T2和T6，随后T2的电流线性增大，T6的电流线性减小，在t4区间的终点处电流Id全部流入T2；M1=1，T1保持导通；M3=0，T3保持关断；M5=0，T5保持关断；/n在t5时间区间内，M5=0，T5保持关断；M3=1，T3控制导通但其电流由T1的通断决定；将T1开关的调制信号记为M1，为一直线，在t5区间的起点为M1=1，在t5时间区间的终点为M1=0.5；即在t5区间的起点处电流Id全部流入T1，随后T1的电流线性减小，T3的电流线性增大，在t5区间的终点处Id平均分配给T1和T3；M4=0，T4保持关断；M6=0，T6保持关断；M2=1，T2保持导通；/n在t6时间区间内，M5=0，T5保持关断；M1=1，T1控制导通但其电流由T3的通断决定；将T3开关的调制信号记为M3，为一直线，在t6区间的起点为M3=0.5，在t6时间区间的终点为M3=1；即在t6区间的起点处电流Id平均分配给T3和T1，随后T3的电流线性增大，T1的电流线性减小，在t6区间的终点处电流Id全部流入T3；M4=0，T4保持关断；M6=0，T6保持关断；M2=1，T2保持导通；/n在t7时间区间内，M6=0，T6保持关断；M4=1，T4控制导通但其电流由T2的通断决定；将T2开关的调制信号记为M2，为一直线，在t7区间的起点为M2=1，在t7时间区间的终点为M2=0.5；即在t7区间的起点处电流Id全部流入T2，随后T2的电流线性减小，T4的电流线性增大，在t7区间的终点处Id平均分配给T2和T4；M1=0，T1保持关断；M3=1，T3保持导通；M5=0，T5保持关断；/n在t8时间区间内，M6=0，T6保持关断；M2=1，T2控制导通但其电流由T4的通断决定；将T4开关的调制信号记为M4，为一直线，在t8区间的起点为M4=0.5，在t8时间区间的终点为M4=1；即在t8区间的起点处电流Id平均分配给T4和T2，随后T4的电流线性增大，T2的电流线性减小，在t8区间的终点处电流Id全部流入T4；M1=0，T1保持关断；M3=1，T3保持导通；M5=0，T5保持关断；/n在t9时间区间内，M1=0，T1保持关断；M5=1，T5控制导通但其电流由T3的通断决定；将T3开关的调制信号记为M3，为一直线，在t9区间的起点为M3=1，在t9时间区间的终点为M3=0.5；即在t9区间的起点处电流Id全部流入T3，随后T3的电流线性减小，T5的电流线性增大，在t9区间的终点处Id平均分配给T3和T5；M4=1，T4保持导通；M6=0，T6保持关断；M2=0，T2保持关断；/n在t10时间区间内，M1=0，T1保持关断；M3=1，T3控制导通但其电流由T5的通断决定；将T5开关的调制信号记为M5，为一直线，在t10区间的起点为M5=0.5，在t10时间区间的终点为M5=1；即在t10区间的起点处电流Id平均分配给T5和T3，随后T5的电流线性增大，T3的电流线性减小，在t10区间的终点处电流Id全部流入T5；M4=1，T4保持导通；M6=0，T6保持关断；M2=0，T2保持关断；/n在t11时间区间内，M2=0，T2保持关断；M6=1，T6控制导通但其电流由T4的通断决定；将T4开关的调制信号记为M4，为一直线，在t11区间的起点为M4=1，在t11时间区间的终点为M4=0.5；即在t11区间的起点处电流Id全部流入T4，随后T4的电流线性减小，T6的电流线性增大，在t11区间的终点处Id平均分配给T4和T6；M1=0，T1保持关断；M3=0，T3保持关断；M5=1，T5保持导通；/n在t12时间区间内，M2=0，T2保持关断；M4=1，T4控制导通但其电流由T6的通断决定；将T6开关的调制信号记为M6，为一直线，在t12区间的起点为M6=0.5，在t12时间区间的终点为M6=1；即在t12区间的起点处电流Id平均分配给T6和T4，随后T6的电流线性增大，T4的电流线性减小，在t12区间的终点处电流Id全部流入T6；M1=0，T1保持关断；M3=0，T3保持关断；M5=1，T5保持导通；/nM1～M6 这6个调制信号各有连续6个时间区间为>0，每个调制信号在其>0的连续6个时间区间内的第1、3、4、6这四个30°区间均为1；在第2个30°区间调制信号由0.5线性上升到1，分别对应该控制信号的导通占空比由50%线性上升到100%；在第5个30°区间调制信号由1线性下降到0.5，分别对应该控制信号的导通占空比由100%线性下降到50%；/nM1、M3和M5分别在UA、UB和UC的负半周为0，分别对应T1、T3和T5关断；M4、M6和M2分别在UA、UB和UC的正半周为0，分别对应T4、T6和T2关断；M1、M3和M5分别在UA、UB和UC正半周的6个30°区间为>0，其中第1、3、4、6这四个30°区间为1，分别对应T1、T3和T5导通；第2个30°区间由0.5线性上升到1，分别对应T1、T3和T5的导通占空比由50%线性上升到100%；第5个30°区间由1线性下降到0.5，分别对应T1、T3和T5的导通占空比由100%线性下降到50%；M4、M6和M2分别在UA、UB和UC负半周的6个30°区间为>0，其中第1、3、4、6这四个30°区间为1，分别对应T4、T6和T2导通；第2个30°区间由0.5线性上升到1，分别对应T4、T6和T2的导通占空比由50%线性上升到100%；第5个30°区间由1线性下降到0.5，分别对应T4、T6和T2的导通占空比由100%线性下降到50%。/n