[發明專利]三相四開關型有源濾波器的滯環控制方法

有效

• 申請號: 201410024721.6
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103701130A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 梅軍;鄭建勇;張宸宇;郭邵卿;周福舉;胡洛瑄
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種基于三相四開關型有源濾波器拓撲電路的電流滯環控制方法，其特征在于：

當發現三相六開關有源濾波器出現某相IGBT開路故障時，硬件電路產生驅動信號驅動交流接觸器將故障相切除，并將故障相的輸出端直接接到直流側電容中點，拓撲電路發生變化，控制過程也發生改變，包括如下步驟：

1）首先將濾波器三相參考指令電流i^*_ca、i^*_cb、i^*_cc和實際輸出的三相補償電流i_ca、i_cb、icc通過Park變換，變換到α-β兩相正交的坐標系上，得到i^*_cα、i^*c_β和i_cα、i_cβ；

2）將通過Park變換后的參考電流i^*_cα、i^*_cβ與實際輸出電流i_cα、i_cβ之間的誤差信號經過滯環比較器得到輸出信號d_α和d_β；

3）根據三相四開關型有源濾波器的拓撲結構得到其對應的開關狀態表，結合滯環比較結果和開關狀態表得到兩個橋臂的開關動作函數，實現三相四開關有源濾波器的滯環控制。

2.根據權利要求1所述的基于三相四開關型有源濾波器拓撲結構的電流滯環控制方法，所述步驟2）中將三相靜止坐標系中參考指令電流i^*_ca、i^*_cb、i^*_cc和補償電流i_ca、i_cb、i_cc通過Park變換為兩相正交坐標系下參考指令電流i^*_cα、i^*_cβ和實際補償電流i_cα、i_cβ，變換公式如下：

icαicβ=Cabc-αβicaicbicc,]]>

icα*icβ*=Cabc-αβica*icb*icc*]]>

其中，Cabc-αβ=2/31-1/2-1/203/2-3/2.]]>

3.根據權利要求1所述的基于三相四開關型有源濾波器拓撲結構的電流滯環控制方法，所述步驟3）的詳細方法如下：

將兩相正交系下指令參考電流與實際補償電流進行做差比較：

其中，Δiα=icα*-icα,]]>

Δiβ=icβ*-icβ,]]>

以α軸來說明，當實際輸出電流i_cα大于指令值時，令d_α為-1，此時需要α軸輸出一個負電壓去減小實際輸出電流；當實際輸出電流i_cα小于指令值時，令d_α為+1，此時需要α軸輸出一個正電壓去增大實際輸出電流；

將兩相正交系下指令參考電流與實際補償電流之間的誤差信號通過滯環比較器，得到輸出信號d_α和d_β；

根據三相四開關型有源濾波器的拓撲結構得到其基于a、b、c三相靜止坐標系下的開關狀態方程：

uaoubouco=udc22Sa-12Sb-10]]>

將三相靜止坐標下的開關狀態函數變換到α-β兩相正交的坐標系上，公式如下：

uαuβ=Cabc-αβuaoubouco]]>

其中：Cabc-αβ=2/31-1/2-1/203/2-3/2;]]>

可得到α-β兩相正交的坐標系下三相四開關型有源濾波器的開關狀態函數：

uαuβ=udc61-1/203/22Sa-12Sb-1;]]>

根據α-β兩相正交坐標系下三相四開關型有源濾波器的開關狀態函數可以列出其開關信號與電壓空間矢量之間的對應關系，如下表所示：

結合開關信號與典雅空間矢量之間的對應關系以及α-β坐標下的滯環輸出狀態d_α和d_β，其中若d_α=-1，d_β=-1，則：

當d_α=-1，α軸需要輸出一個負電壓來減小實際輸出電流；

當d_β=-1，β軸需要輸出一個負電壓來減小實際輸出電流；

從上表可知，此時U_k=U₀，S_a=0，S_b=0；

由于三相四開關型APF處于一個橋臂故障，假設_c相故障，三相四開關共有四種開關狀態，同理可得其他三種情況，歸納可得開關狀態表如下：

d_αd_βU_kS_aS_b-1-1U₀00-1+1U₁01+1-1U₂10+1+1U₃11

最終根據滯環比較結果d_α、d_β對比開關狀態表得到兩個橋臂的開關動作狀態，實現三相四開關有源濾波器的滯環控制。