[發(fā)明專利]一種具有電流快速跟蹤及穩(wěn)定的PWM調(diào)制方法

在審

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• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104505838A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林道飛;金良贊;林婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 信元瑞電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三相整流技術(shù)，更具體的說是涉及一種具有電流快速跟蹤及穩(wěn)定的PWM調(diào)制方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能燈、串聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器等電力電子設(shè)備不斷應(yīng)用于電網(wǎng)負(fù)荷端。這些電力設(shè)備在優(yōu)化負(fù)荷供電能量的同時，也向電網(wǎng)注入大量諧波電流，一方面影響電網(wǎng)的供電情況，同時也為負(fù)荷帶來諧波電壓，影響其他負(fù)荷的供電水平，損壞電器設(shè)備。并聯(lián)型有源電力濾波器（SAPF）可動態(tài)補(bǔ)償負(fù)荷的諧波電流，提高負(fù)荷的整體運(yùn)行水平及供電質(zhì)量，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際中。然而，盡管SAPF具有較好的動態(tài)補(bǔ)償能力，但存在跟蹤速度與跟蹤穩(wěn)定性相沖突的問題。

在SAPF的補(bǔ)償過程中，其內(nèi)部的IGBT模塊的作用尤其重要，其中控制IGBT工作的PWM波更是直接影響到SAPF對電網(wǎng)的濾波效率，所以對PWM波的調(diào)制就顯得尤為重要。

目前現(xiàn)有的PWM調(diào)制方法有滯環(huán)控制、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）和空間矢量調(diào)制（SVPWM）三種，其中滯環(huán)控制作為最典型的非線性控制方式，具有輸出目標(biāo)明確，跟蹤速度快的優(yōu)點(diǎn)。但該控制方法擬定輸出中存在一個輸出偏差，其精準(zhǔn)性較差，高精準(zhǔn)性的算法需依賴控制速度極快的CPU，在很大的程度上增加裝置的成本。正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)和空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）具有較好的PWM調(diào)節(jié)能力，可平穩(wěn)的控制SAPF的輸出電流，可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)電流無誤差跟蹤，具有較好的穩(wěn)定性。但該方法的跟蹤速度依賴系統(tǒng)的輸出特性，跟蹤速度較差。

如圖1所示的是無補(bǔ)償裝置下的系統(tǒng)電流（即負(fù)荷電流），圖2為SVPWM控制補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)電流波形，對比圖1和圖2可知在負(fù)荷電流連續(xù)改變時，采用SVPWM調(diào)制方式APF基本上可以補(bǔ)償負(fù)荷的諧波電流，系統(tǒng)電流波形類似正弦；但當(dāng)負(fù)荷電流突變時，系統(tǒng)電流有一定時間的滯后，因而在系統(tǒng)輸出電流上有較為明顯的尖刺。當(dāng)負(fù)荷變化較大時，采用SVPWM控制方式有源濾波器的補(bǔ)償效果將不能滿足負(fù)荷的要求，影響設(shè)備的效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速跟蹤電流又穩(wěn)定的PWM調(diào)制方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種具有電流快速跟蹤及穩(wěn)定的PWM調(diào)制方法，包括：

步驟一、獲得誤差電流；

步驟二、應(yīng)用優(yōu)先調(diào)制方式獲得APF的優(yōu)先調(diào)制脈寬；

步驟三、設(shè)定允許誤差電流的最大允許值，如果所有相輸出電流的誤差小于允許值，則應(yīng)用SPVWM的脈寬進(jìn)行調(diào)制，否則應(yīng)用滯環(huán)的調(diào)制脈寬（HPWM）。

通過采用上述技術(shù)方案，通過獲取誤差電流的方式就可以有效的得到負(fù)載電流的情況，通過應(yīng)用優(yōu)先調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制就可以使得APF優(yōu)先輸出一調(diào)制脈寬，以保證APF的正常工作，最后通過對誤差電流的分析得到負(fù)載電流的實(shí)時狀態(tài)，若是處于突變狀態(tài)，則APF采用HPWM調(diào)制以提升跟蹤速度，若是處于平緩狀態(tài)，則APF采用SVPWM調(diào)制以增加精度和穩(wěn)定性，這樣就可以有效的避免背景技術(shù)中現(xiàn)有的調(diào)制方法所出現(xiàn)的跟蹤速度快時精度和穩(wěn)定性不夠問題，以及精度和穩(wěn)定性足夠時而跟蹤速度不夠快出現(xiàn)輸出電流有尖刺的問題。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在上述的步驟一中，首先采樣負(fù)載電流，接著對采樣到的負(fù)載電流進(jìn)行低通濾波得到諧波電流，然后采集輸出電流，將采集到的輸出電流和諧波電流進(jìn)行相減得到誤差電流。

通過采用上述技術(shù)方案，通過先采樣負(fù)載電流，對采樣電流進(jìn)行低通濾波得到諧波電流，接著采樣輸出電流，最后將輸出電流與諧波電流相減得到誤差電流，這樣就可以有效的得到一個精準(zhǔn)的誤差電流，那么后期調(diào)制方法的選擇就更為精確，這樣就能夠更好的避免跟蹤速度快時精度和穩(wěn)定性不夠問題，以及精度和穩(wěn)定性足夠時而跟蹤速度不夠快出現(xiàn)輸出電流有尖刺的問題。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：在上述的步驟二中，所應(yīng)用的優(yōu)先調(diào)制方式為SVPWM調(diào)制方式。

通過采用上述技術(shù)方案，SVPWM調(diào)制方式具有穩(wěn)定性強(qiáng)、精度高的特點(diǎn)，將其作為優(yōu)先調(diào)制方式就可以使得輸出電流比較精確，那么自然根據(jù)輸出電流算出的誤差電流也就更為精確，因而進(jìn)一步的，就能夠更好的避免跟蹤速度快時精度和穩(wěn)定性不夠問題，以及精度和穩(wěn)定性足夠時而跟蹤速度不夠快出現(xiàn)輸出電流有尖刺的問題。

附圖說明

圖1為無補(bǔ)償裝置下的系統(tǒng)電流（即負(fù)荷電流）的波形圖；

圖2為現(xiàn)有的SVPWM控制補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)電流波形圖；

圖3為本發(fā)明的一種具有電流快速跟蹤及穩(wěn)定的PWM調(diào)制方法控制補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)電流波形圖；