[发明专利]一种三相电压型PWM变换器的滑模功率抵消直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种三相电压型PWM变换器的滑模功率抵消直接功率控制方法，在使有功功率实际值减少且无功功率实际值增加和使有功功率无功功率实际值均减少时，寻找另一非零电压矢量，得到一个改进矢量表，然后根据电网电压位置角所在扇区、有功功率与无功功率的实际值和有功功率与无功功率的参考值，从改进矢量表中选择三个可以同时减小有功、无功功率实际值与参考值间误差的最佳电压矢量，并根据有功功率参考值、无功功率参考值计算各个矢量的作用时间。本发明方法控制算法简单，易于实现，能够提高到达阶段的趋近速度，抑制系统的输出抖振，同时抑制有功功率和无功功率的稳态纹波，而且电流畸变率低，使系统具有优良的动静态性能。

主权项

1.一种三相电压型PWM变换器的滑模功率抵消直接功率控制方法，其特征在于，依次包括以下步骤：(1)采集三相电压型PWM变换器的三相电网电压uga、ugb、ugc，三相输入电流iga、igb、igc，和直流母线电压Udc；(2)将采集到的三相电网电压和三相输入电流经过3/2坐标变换模块得到两相静止坐标系下的电网电压ugα、ugβ和输入电流采样值igα、igβ，并计算出瞬时有功功率p与瞬时无功功率q，其中，下标gα、gβ均为区分作用，并非变量；(3)将三相电网电压信号经过软件锁相环得到电网电压位置角θ，并将电网电压位置角θ分为0°～60°、60°～120°、120°～180°、180°～240°、240°～300°和300°～360°六个扇区，分别对应I～VI扇区；(4)将直流母线电压参考值与步骤(1)得到的直流母线电压实际值U_dc做差，经过自适应函数构造的滑模控制器得到电流参考值电流参考值与直流母线电压实际值U_dc相乘得到有功功率参考值p^ref，且设无功功率的参考值q^ref为0，其中，dc、d和ref均为区分作用，并非变量；(5)通过步骤(2)得到的两相静止坐标系下的电网电压ugα、ugβ、瞬时有功功率p与瞬时无功功率q和8种不同的电压矢量，计算出相应电压矢量作用下有功功率变化率和无功功率变化率；8种不同的电压矢量表示两相静止α、β坐标系下变换器的输入电压；(6)在不同扇区根据有功功率变化率和无功功率变化率，分别得出8种不同电压矢量中能同时使有功功率增加且无功功率增加、有功功率增加且无功功率减少的两个非零矢量，以及使有功功率减少且无功功率增加、有功功率减少且无功功率减少的一个非零矢量，为抵消零矢量对有功功率的影响再寻找另一非零电压矢量，即使有功功率减少且无功功率增加、有功功率减少且无功功率减少的两个非零矢量，再考虑零矢量的加入，即每个扇区可得到4组均包括两个非零矢量和一个零矢量的矢量组合，则电网电压在0°～360°区间内，可得出24组矢量组合；(7)将步骤(2)得到的有功、无功功率的实际值和步骤(4)得到的有功功率参考值pref、无功功率参考值qref比较，得出有功功率实际值和无功功率实际值的变化趋势，上标ref为区分作用，并非变量；(8)根据步骤(7)得到的有功、无功功率在不同扇区内受不同电压矢量作用时的变化趋势，建立改进矢量表；(9)根据电网电压位置角所在扇区和有功、无功功率实际值的变化趋势，从步骤(8)中得到的改进矢量表中选择相应的电压矢量组，并根据该矢量组各个矢量对有功、无功功率的变化率和有功、无功功率的参考值与实际值的差值进行计算，得出相应矢量作用的时间t0、t1、t2；(10)将步骤(9)得到的控制矢量作用的时间t0、t1、t2转换为控制功率器件的开关信号。