[發(fā)明專利]一種適用于三相電壓型PWM變換器的低開關(guān)頻率諧波電流抑制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810580977.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN108712063A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚駿;裴金鑫;程濤;曾德銀;王雪微;駱悅
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/12
• 分類號(hào): H02M1/12
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.一種適用于三相電壓型PWM變換器的低開關(guān)頻率諧波電流抑制方法，其特征在于，控制步驟如下：

A1)在第k控制周期內(nèi)，分別采集交流電網(wǎng)三相電壓信號(hào)e_gabc、PWM變換器網(wǎng)側(cè)三相電流信號(hào)i_gabc以及直流母線電壓信號(hào)U_dc；

A2)將步驟A1)中采集到的電網(wǎng)三相電壓信號(hào)e_gabc經(jīng)過數(shù)字鎖相環(huán)PLL后得到電網(wǎng)正序電壓矢量的電角度θ_g和同步電角速度ω_e；

A3)將電網(wǎng)三相電壓信號(hào)e_gabc經(jīng)過靜止三相abc坐標(biāo)系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電壓信號(hào)，即e_gα、e_gβ；

A4)將采集到的PWM變換器網(wǎng)側(cè)三相電流信號(hào)i_gabc經(jīng)過靜止三相abc坐標(biāo)軸系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換得到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的電流i_gα、i_gβ；

A5)以SVPWM電壓扇區(qū)劃分為標(biāo)準(zhǔn)，作為電壓矢量的分布圖，根據(jù)步驟A4)采集到的靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下當(dāng)前時(shí)刻PWM變換器網(wǎng)側(cè)三相電流信號(hào)i_gα、i_gβ，按照下式，對各電壓扇區(qū)內(nèi)下一控制周期的電流進(jìn)行預(yù)測：

其中，和分別為PWM變換器網(wǎng)側(cè)三相電流信號(hào)i_gα、i_gβ在第k+1控制周期的預(yù)測值，σ_α1、σ_α2和σ_α0以及σ_β1、σ_β2和σ_β0分別為在靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下某個(gè)電壓扇區(qū)內(nèi)的三個(gè)電壓矢量所對應(yīng)α、β軸電流的變化率，t₁、t₂和t₀分別是該三條電壓矢量的作用時(shí)間；

A6)采用電網(wǎng)正序電壓d軸定向方式和單位功率因數(shù)控制方式，將采集到的直流母線電壓信號(hào)U_dc，以及直流母線電壓的給定值按照下式，分別計(jì)算PWM變換器在同步旋轉(zhuǎn)dq軸坐標(biāo)系下輸出電流基頻分量的給定值5次諧波電流的給定值和7次諧波電流的給定值

其中，K_p1和τ_i1分別為控制系統(tǒng)中電壓環(huán)PI控制器的比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)；

A7)將步驟A6)中得到的PWM變換器各次輸出電流的給定值和和和分別經(jīng)過各次的兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系的恒功率坐標(biāo)變換，得到靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下的各次電流給定值和和和

A8)將步驟A7)得到的靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下PWM變換器輸出電流的給定值，以及步驟A5)所得到的PWM變換器在靜止兩相αβ坐標(biāo)軸系下不同電壓扇區(qū)輸出電流給定值的預(yù)測值送入性能評估準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，將使得性能評估值最小的電壓矢量組合作為第k+1控制周期的輸出：

其中，eval為計(jì)算得到的性能評估值，為第k-1控制周期末電壓矢量對應(yīng)的a、b、c三相橋臂的開關(guān)狀態(tài)，為當(dāng)前第k控制周期初電壓矢量對應(yīng)的a、b、c三相橋臂的開關(guān)狀態(tài)，μ為協(xié)調(diào)開關(guān)頻率與電流精準(zhǔn)性的協(xié)調(diào)系數(shù)；

A9)將步驟A8)中確定的電壓矢量組合，判斷其所在電壓扇區(qū)，根據(jù)下式，分別計(jì)算這兩條非零電壓矢量的作用時(shí)間t_1j、t_2j和一條零電壓矢量的作用時(shí)間t_0j，并通過調(diào)制產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

其中，T_s為控制周期，下標(biāo)j表示該變量所處的電壓扇區(qū)序號(hào)。