[發明專利]三相電流型單位功率因數PWM并網逆變器控制方法

有效

• 申請號: 201611147300.8
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106655263B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 陳良;朱磊
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 楊璐

1.三相電流型單位功率因數PWM并網逆變器控制方法，其特征在于，PWM并網逆變器包括DC/DC變換器、電流型PWM逆變器；PWM并網逆變器輸入側接直流電源，DC/DC變換器輸出側的正極經一電感后連接電流型PWM逆變器的輸入側一端P點，DC/DC變換器輸出側的負極連接電流型PWM逆變器的輸入側一端Q點，所述電流型PWM逆變器的輸出側接入電網；

對DC/DC變換器采用針對直流輸出電流的閉環控制，使直流母線電流Id以6倍電網頻率脈動，Id的脈動谷點值為峰點值的且與網側電壓保持同步相位關系；對電流型PWM逆變器采用開環控制，且不用考慮PWM信號的疊流時間；每個PWM開關周期內都對1個且僅對1個開關管進行開關控制，其余5個開關管分別處于常通、控制導通或者常斷狀態；

具體按照以下步驟實施：

步驟1、對三相網側電壓UA、UB和UC進行相位鎖定，通過鎖相得到與網側電壓相同步的t1～t12時間區間同步節拍：t1區間位于UA正半周過零后的開始30°電角度期間，t2～t12依次排列各占30°電角度；

步驟2、經步驟1后，前置DC/DC變換器采用電流閉環控制方式，使直流母線電流以6倍電網頻率脈動，且與網側電壓保持同步相位關系，Id的脈動谷點值為峰點值的相鄰兩個谷點間的波形為余弦函數在±π/6之間的形狀；

步驟3、待步驟1和步驟2完成后，構造出三角載波信號Ut，三角載波信號Ut的谷點值為0，峰點值為1，三角載波信號Ut的頻率fc>>50Hz；

步驟4、經步驟3后，構造M1～M6共六個調制信號；

所述步驟4中：

六個調制信號M1～M6，分別對應于六個開關管T1～T6；

M1～M6這六個調制信號是開環生成的，僅須與網側電壓保持同步關系；

在t1時間區間內，M3＝0，T3保持關斷；M5＝1，T5控制導通但其電流由T1的通斷決定；T1開關管的調制信號M5近似為一直線，在t1區間的起點為M1＝0，在t1時間區間的終點為M1＝0.5；即在t1區間的起點處電流Id全部流入T5，隨后T5的電流線性減小，T1的電流線性增大，在t1區間的終點處Id平均分配給T5和T1；M4＝0，T4保持關斷；M6＝1，T6保持導通；M2＝0，T2保持關斷；

在t2時間區間內，M3＝0，T3保持關斷；M1＝1，T1控制導通但其電流由T5的通斷決定；T5開關管的調制信號M1近似為一直線，在t2區間的起點為M5＝0.5，在t2時間區間的終點為M1＝0；即在t2區間的起點處電流Id平均分配給T1和T5，隨后T1的電流線性增大，T5的電流線性減小，在t2區間的終點處電流Id全部流入T1；M4＝0，T4保持關斷；M6＝1，T6保持導通；M2＝0，T2保持關斷；

在t3時間區間內，M4＝0，T4保持關斷；M6＝1，T6控制導通但其電流由T2的通斷決定；T2開關管的調制信號M2近似為一直線，在t3區間的起點為M2＝0，在t3時間區間的終點為M2＝0.5；即在t3區間的起點處電流Id全部流入T6，隨后T6的電流線性減小，T2的電流線性增大，在t3區間的終點處Id平均分配給T6和T2；M1＝1，T1保持導通；M3＝0，T3保持關斷；M5＝0，T5保持關斷；M3＝M5＝0，T3和T5保持關斷；M1＝1，T1保持導通；

在t4時間區間內，M4＝0，T4保持關斷；M2＝1，T2控制導通但其電流由T6的通斷決定；T6開關管的調制信號M6近似為一直線，在t4區間的起點為M6＝0.5，在t4時間區間的終點為M6＝0；即在t4區間的起點處電流Id平均分配給T2和T6，隨后T2的電流線性增大，T6的電流線性減小，在t4區間的終點處電流Id全部流入T2；M1＝1，T1保持導通；M3＝0，T3保持關斷；M5＝0，T5保持關斷；

在t5時間區間內，M5＝0，T5保持關斷；M1＝1，T1控制導通但其電流由T3的通斷決定；T3開關管的調制信號M3近似為一直線，在t5區間的起點為M3＝0，在t5時間區間的終點為M3＝0.5；即在t5區間的起點處電流Id全部流入T1，隨后T1的電流線性減小，T3的電流線性增大，在t5區間的終點處Id平均分配給T1和T3；M4＝0，T4保持關斷；M6＝0，T6保持關斷；M2＝1，T2保持導通；

在t6時間區間內，M5＝0，T5保持關斷；M3＝1，T3控制導通但其電流由T1的通斷決定；T1開關管的調制信號M1近似為一直線，在t6區間的起點為M1＝0.5，在t6時間區間的終點為M1＝0；即在t6區間的起點處電流Id平均分配給T3和T1，隨后T3的電流線性增大，T1的電流線性減小，在t6區間的終點處電流Id全部流入T3；M4＝0，T4保持關斷；M6＝0，T6保持關斷；M2＝1，T2保持導通；

在t7時間區間內，M6＝0，T6保持關斷；M2＝1，T2控制導通但其電流由T4的通斷決定；T4開關管的調制信號M4近似為一直線，在t7區間的起點為M4＝0，在t7時間區間的終點為M4＝0.5；即在t7區間的起點處電流Id全部流入T2，隨后T2的電流線性減小，T4的電流線性增大，在t7區間的終點處Id平均分配給T2和T4；M1＝0，T1保持關斷；M3＝1，T3保持導通；M5＝0，T5保持關斷；

在t8時間區間內，M6＝0，T6保持關斷；M4＝1，T4控制導通但其電流由T2的通斷決定；T2開關管的調制信號M2近似為一直線，在t8區間的起點為M2＝0.5，在t8時間區間的終點為M2＝0；即在t8區間的起點處電流Id平均分配給T4和T2，隨后T4的電流線性增大，T2的電流線性減小，在t8區間的終點處電流Id全部流入T4；M1＝0，T1保持關斷；M3＝1，T3保持導通；M5＝0，T5保持關斷；

在t9時間區間內，M1＝0，T1保持關斷；M3＝1，T3控制導通但其電流由T5的通斷決定；T5開關管的調制信號M5近似為一直線，在t9區間的起點為M5＝0，在t9時間區間的終點為M5＝0.5；即在t9區間的起點處電流Id全部流入T3，隨后T3的電流線性減小，T5的電流線性增大，在t9區間的終點處Id平均分配給T3和T5；M4＝1，T4保持導通；M6＝0，T6保持關斷；M2＝0，T2保持關斷；

在t10時間區間內，M1＝0，T1保持關斷；M5＝1，T5控制導通但其電流由T3的通斷決定；T3開關管的調制信號M3近似為一直線，在t10區間的起點為M3＝0.5，在t10時間區間的終點為M3＝0；即在t10區間的起點處電流Id平均分配給T5和T3，隨后T5的電流線性增大，T3的電流線性減小，在t10區間的終點處電流Id全部流入T5；M4＝1，T4保持導通；M6＝0，T6保持關斷；M2＝0，T2保持關斷；

在t11時間區間內，M2＝0，T2保持關斷；M4＝1，T4控制導通但其電流由T6的通斷決定；T6開關管的調制信號M6近似為一直線，在t11區間的起點為M6＝0，在t11時間區間的終點為M4＝0.5；即在t11區間的起點處電流Id全部流入T4，隨后T4的電流線性減小，T6的電流線性增大，在t11區間的終點處Id平均分配給T4和T6；M1＝0，T1保持關斷；M3＝0，T3保持關斷；M5＝1，T5保持導通；

在t12時間區間內，M2＝0，T2保持關斷；M6＝1，T6控制導通但其電流由T4的通斷決定；T4開關管的調制信號M4近似為一直線，在t12區間的起點為M4＝0.5，在t12時間區間的終點為M4＝0；即在t12區間的起點處電流Id平均分配給T6和T4，隨后T6的電流線性增大，T4的電流線性減小，在t12區間的終點處電流Id全部流入T6；M1＝0，T1保持關斷；M3＝0，T3保持關斷；M5＝1，T5保持導通；

M1～M6這6個調制信號的特點是：M1、M3和M5分別對應在UA、UB和UC的負半周為0分別對應T1、T3和T5關斷；M4、M6和M2分別在UA、UB和UC的正半周為0，分別對應T4、T6和T2關斷；M1、M3和M5分別在UA、UB和UC正半周的6個30°區間為>0；M4、M6和M2分別在UA、UB和UC負半周的6個30°區間為>0；M1～M6這6個調制信號各有連續6個時間區間為>0，每個調制信號在其>0的連續6個時間區間內的第2～5個30°區間均為1；在其第1個30°區間調制信號由0近似線性地上升到0.5，分別對應該調制信號的導通占空比由0％近似線性地上升到50％；在其第6個30°區間調制信號由0.5近似線性地下降到0，分別對應該調制信號的導通占空比由50％近似線性地下降到0％；

步驟5、待步驟4完成后，將6個調制信號M1～M6分別與三角載波信號Ut相比較生成對應T1～T6的6個控制信號：當調制信號Mi大于三角載波信號時對應的第i個控制信號為1對應的Ti導通；反之第i個控制信號為0，對應的Ti關斷，i＝1～6。