[發明專利]一種三相電壓型PWM整流器啟動電流沖擊抑制方法

有效

• 申請號: 201410080588.6
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103904873A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 姚緒梁;王旭;楊光儀;馮麗媛;從曉丹;張文清;汪光照;孫亞;王偉;謝科星
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及PWM整流控制領域，具體來說是一種三相電壓型PWM整流器啟動電流沖擊抑制方法。

背景技術

電壓型PWM整流器具有交流側交流電流低諧波、單位功率因數、能量雙向流動及恒定直流電壓控制等優點，日益引起人們的關注。在PWM整流器控制系統中，交流側電流的控制是電壓型PWM整流器的重要性能指標。

三相電壓型PWM整流器的直接電流控制策略是通過對交流側電流的直接控制而使其跟隨電流給定信號的控制方法，采用交流電流內環、直流電壓外環構成整流器控制系統，這種基于坐標變換的直接電流控制方法控制精度高、調節速度快，既可實現單位功率因數，又可控制直流電壓恒定。但是直接電流控制中的比例積分(PI)調節器會導致啟動瞬間在整流器交流側產生很大的沖擊電流，這將不能達到交流側電流的有效控制這一關鍵性能指標要求，并且使得功率器件承受較大的瞬時電流應力，影響系統的可靠性，甚至會損壞整流器，使其不能正常工作。

發明內容

本發明目的在于提供一種解決采用直接電流控制技術中啟動電流沖擊大的不足的三相電壓型PWM整流器啟動電流沖擊的抑制方法。

本發明的目的是通過下列技術方案來實現：

一種三相電壓型PWM整流器啟動電流沖擊抑制方法，包括以下步驟：

檢測整流器交流側電網電壓、輸入電流及直流側母線電壓，將檢測到的電網電壓、輸入電流經3s/2r變換，得出電網電壓和輸入電流在dq坐標系下的分量，將電壓給定值按照規律1變化后經電壓調節器輸出作為有功電流分量i_d的給定，無功電流的給定值是按照規律2變化，有功電流和無功電流分別經電流調節器輸出dq坐標系下的電壓矢量指令值，再經2r/2s變換成αβ坐標系下的指令值，后由SVPWM模塊調制產生控制功率器件的開關信號。

上述步驟中所述的規律1的變化是：整流器啟動時在Δt₁時間內外環電壓給定值沿y＝kx²曲線上升至u_dc/2，隨后再沿曲線x＝Δt₁從u_dc/2上升至u_dc（u_dc為穩態直流側母線電壓）。

上述步驟中所述的規律2的變化是：從整流器啟動開始到Δt₂時間內將直流側電容電流i_c反饋至i_q閉環，在Δt₂時間內直流側電容電流i_c作為無功電流環的給定值。Δt₂時間后無功電流環的給定值仍為0。

本發明的有益效果為：本發明基于直接電流控制的基礎上，采用在整流器啟動瞬間使直流電壓外環給定值和無功電流內環給定值按照一定的規律變化的方法，可有效抑制整流器在空載或帶載啟動時的電流沖擊，提高了系統的可靠性，同時，可以做到啟動時直流側電壓無超調，動態性能好，方法簡單，易于實現。

附圖說明

圖1為本發明一種三相電壓型PWM整流器電流沖擊抑制方法控制框圖。

圖2為采用原電壓電流雙閉環控制的實施例在空載啟動時整流器輸入側A相電流波形。

圖3為采用本發明方法控制下的實施例在空載啟動時整流器輸入側A相電流波形。

圖4為采用原電壓電流雙閉環控制的實施例在滿載啟動時整流器輸入側A相電流波形。

圖5為采用本發明方法控制下的實施例在滿載啟動時整流器輸入側A相電流波形。

圖6為采用原電壓電流雙閉環控制的實施例在空載啟動時直流側電壓波形。

圖7為采用本發明方法控制下的實施例在空載啟動時直流側電壓波形。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

本發明中作用時間Δt₁的選取與整流器的參數有關。作用時間Δt₂的選取是按照直流側電容上無功功率達到最大的作用時間作為依據。

結合圖1，網側電壓傳感器檢測到交流側電壓，經A/D轉換后，從abc坐標系下轉換到αβ坐標系，在αβ坐標系下得出αβ坐標系與dq坐標系轉換所需的空間定位角θ，進一步得出檢測到的交流電壓在dq坐標系下的分量e_d和e_q，采用d軸定向，則e_d=E,e_q=0。