[發(fā)明專利]三相電壓型PWM逆變器控制方法

在審

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• 申請日: 2015-02-25
• 公開（公告）號: CN104852620A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧澤權(quán);王志新
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，具體是一種三相電壓型PWM逆變器控制方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，能實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)，單位功率逆變運(yùn)行、低輸出電流諧波功能的三相電壓型PWM逆變器得到廣泛應(yīng)用。隨著應(yīng)用場合的多樣化，對其動(dòng)、靜態(tài)性能的要求也越來越高，提高三相電壓型PWM逆變器控制性能的控制策略已成為研究的熱點(diǎn)。目前三相電壓型PWM逆變器廣泛采用的電壓電流雙閉環(huán)控制策略。由于在同步坐標(biāo)系中，交流變量被分解成有功變量和無功變量，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，它們都是直流分量，有功變量和無功變量可以得到獨(dú)立無靜差的控制。對于電流控制系統(tǒng)性能的分析一般是建立在系統(tǒng)徹底解耦基礎(chǔ)上，即在動(dòng)態(tài)過程中兩相電流互不影響。但傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制策略中常用的電流狀態(tài)反饋解耦控制項(xiàng)須知道交流側(cè)電感精確值，受電感測量誤差的影響，系統(tǒng)將不能徹底解耦，會影響到整個(gè)系統(tǒng)的控制性能?？偟恼f來三相電壓型PWM逆變器采用的雙閉環(huán)控制策略存在著以下缺點(diǎn)：一，電流內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)時(shí)需知道交流側(cè)電感精確值；二，電感的測量值與電感精確值之間不可避免的存在誤差；三，當(dāng)電感參數(shù)出現(xiàn)誤差時(shí)，電流內(nèi)環(huán)將不能徹底解耦，控制性能會變差，隨著同步頻率的提高，這一現(xiàn)象尤為明顯。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種三相電壓型PWM逆變器控制方法，其針對三相電壓型PWM逆變器，在逆變器并網(wǎng)和不并網(wǎng)直接與阻性負(fù)載相連接時(shí)，設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)及電流內(nèi)環(huán)控制策略，其中電壓外環(huán)采用恒定電壓控制策略，通過改變電壓外環(huán)的給定值來決定逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，電壓外環(huán)輸出值作為電流內(nèi)環(huán)的參考值，本發(fā)明實(shí)施例三相電壓型逆變器運(yùn)行在單位功率因數(shù)狀態(tài)下。電流內(nèi)環(huán)基于合成矢量的思想，實(shí)現(xiàn)了無電感參數(shù)的解耦控制，采用該策略時(shí)，電流內(nèi)環(huán)解耦項(xiàng)中將不含交流側(cè)電感參數(shù)，從而使得閉環(huán)控制系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)不受物理?xiàng)l件的影響，可以根據(jù)需要配置在任何地方。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種三相電壓型PWM逆變器控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：建立三相電壓型PWM逆變器數(shù)學(xué)模型；

步驟二：通過引入合成矢量的思想，在合成矢量的基礎(chǔ)上分析三相電壓型PWM的數(shù)學(xué)模型，得到基于合成矢量的下的電流內(nèi)環(huán)解耦控制策略；

步驟三：將步驟二中所得的基于合成矢量的電流內(nèi)環(huán)解耦控制策略轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下，得到三相電壓型PWM逆變器無電感參數(shù)的電流內(nèi)環(huán)解耦控制方法；

步驟四：設(shè)計(jì)三相電壓型PWM逆變器電壓外環(huán)控制策略，將外環(huán)控制的輸出值作為步驟三中電流內(nèi)環(huán)解耦控制的參考值。

優(yōu)選地，所述三相并網(wǎng)逆變器包含六個(gè)開關(guān)，將開關(guān)狀態(tài)定義如下式：

式中k＝a,b,c，其中a,b,c分別表示交流電量三相。

優(yōu)選地，所述三相電壓型PWM逆變器數(shù)學(xué)模型在d-q標(biāo)系下采用如下式：

Rid+Ldiddt=ud+wLiq-eRiq+Ldiqdt=uq-wLid-e]]>