[发明专利]PWM整流器的矢量型软启动方法

摘要

本发明公开了一种PWM整流器的矢量型软启动方法，基于一种PWM整流器矢量型电流指令平滑过渡软启动结构，步骤包括：步骤1)在不控整流阶段，按照不控整流工作模式控制；步骤2)进行平滑过渡软启动，从不控整流工作模式切换至PWM整流工作模式；步骤3)加入电压外环，即成。本发明的方法，当PWM整流器从不控整流工作模式切换至PWM整流工作模式时，使用矢量型软启动技术实现电流矢量的平滑过渡，有效避免了PWM整流器传统方法启动在此过程中出现过大冲击电流甚至造成启动失败的情况，实现了装置的平滑切换，增强了稳定性和可靠性。

主权项

1.一种PWM整流器的矢量型软启动方法，基于一种PWM整流器矢量型电流指令平滑过渡软启动结构，该PWM整流器矢量型电流指令平滑过渡软启动结构是，三相交流电源(10)通过三相开关(20)与限流电阻(31)连接；三相开关(20)与三相交流电源(10)之间设有电压传感器(51)，电压传感器(51)包括ua、ub、uc电压传感器；三相限流电阻(31)的两端并联有三相旁路接触器(30)；三相限流电阻(31)通过三相电抗器(40)与功率变换器(60)输入端连接，三相电抗器(40)与功率变换器(60)之间的三相线路上设有电流传感器(50)，电流传感器(50)包括ia、ib、ic电流传感器；功率变换器(60)的输出端与负载(73)对应连接并接有滤波电容(71)，滤波电容(71)两端安装有电压传感器(72)；电压传感器(72)与PWM整流器电压外环(140)的输入端连接，PWM整流器电压外环(140)的输出端id*与矢量型软启动指令过渡方案模块(120)的输入端连接，矢量型软启动指令过渡方案模块(120)的输出端id*_soft、iq*_soft与PWM整流器电流内环(130)的输入端连接；电压传感器(51)与锁相环(80)和电网电压abc/dq变换(90)的输入端连接，电流传感器(50)与电网电流abc/dq变换(91)的输入端连接，同时锁相环(80)的输出端与电网电压abc/dq变换(90)、电网电流abc/dq变换(91)和dq/αβ变换(110)的输入端连接，电网电压abc/dq变换(90)和电网电流abc/dq变换(91)的输出端与PWM整流器电流内环(130)的输入端连接；PWM整流器电流内环(130)的输出端与dq/αβ变换(110)的另外两个输入端连接，dq/αβ变换(110)的输出端与SVPWM模块(100)的输入端连接，SVPWM模块(100)的输出作为功率变换器(60)的驱动信号，基于上述的PWM整流器矢量型电流指令平滑过渡软启动结构，其特征在于，本方法按照以下步骤实施：步骤1)在不控整流阶段，按照不控整流工作模式控制，具体过程是：闭合三相开关(10)，装置上电，PWM整流器启动，建立正常工作的母线电压，由工作在不控整流模式的反并联二极管为直流侧电容迅速充电达到切换电压；在t0时刻，微控制器检测到直流母线已达到切换电压，三相旁路接触器(20)吸合，切掉三相限流电阻(31)，采集电网电流矢量信息I(0)，I(0)＝id(0)+jiq(0)，id(0)为有功电流矢量初值，单位是A；j是虚数单位；iq(0)为无功电流矢量初值，单位是A；步骤2)进行平滑过渡软启动，从不控整流工作模式切换至PWM整流工作模式在PWM整流器从不控整流工作模式切换至PWM整流工作模式时刻，此时电网电流矢量为I(0)＝id(0)+jiq(0)，id(0)为有功电流矢量初值，单位是A；j是虚数单位；iq(0)为无功电流矢量初值，单位是A；为使实际电流矢量在一段时间内平稳过渡到指令值I*，令I*＝id*+jiq*，id*为有功电流指令值，单位是A(安)；j是虚数单位；iq*为无功电流指令值，单位是A(安)；令切换时刻电流矢量的指令值I*(0)＝I(0)，即指令值初值应跟踪切换时刻的实际电流值，过渡过程结束时电流矢量指令值应为I*，具体实施过程如下：设总过渡时间为ttr，单位是s；电流矢量指令过渡拍数为N；控制周期为TC，单位是s；则总过渡时间为过渡拍数与控制周期的乘积，如下式(1)：ttr＝N·TC   (1)则第k拍的软启动电流指令变换为下式(2)：式(2)中，在t＝kTC时刻，k＝0,1,2,3,…,N，id*_soft(k)为第k拍矢量型软启动的有功电流指令值，单位是A；iq*_soft(k)为第k拍矢量型软启动的无功电流指令值，单位是A；矢量指令过渡路径与d轴夹角为γ，单位是rad，id(0)为有功电流矢量初值，单位是A；iq(0)为无功电流矢量初值，单位是A；id*为有功电流指令值，单位是A；iq*为无功电流指令值，单位是A，采用式(1)和式(2)的矢量型软启动过渡方程，经过总过渡时间ttr后，矢量型软启动结束，电流矢量指令值平滑过渡至I*；步骤3)加入电压外环，即成。