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[發明專利]一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法有效

專利信息
申請號: 201811601619.2 申請日: 2018-12-26
公開(公告)號: CN109768552B 公開(公告)日: 2022-11-08
發明(設計)人: 張四海;李瑜;潘結兵;嚴良占 申請(專利權)人: 安徽一天電能質量技術有限公司
主分類號: H02J3/01 分類號: H02J3/01
代理公司: 合肥洪雷知識產權代理事務所(普通合伙) 34164 代理人: 孫小華
地址: 230000 安徽*** 國省代碼: 安徽;34
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 三相 四橋臂 有源 電力 濾波器 目標 電流 生成 調制 方法
【權利要求書】:

1.一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法,其特征在于:包括三相四橋臂有源電力濾波器APF,所述三相四橋臂有源電力濾波器APF的目標電流生成調制方法包括以下步驟:

步驟S1:在alfa-beta-0或dqo坐標內構建三相四橋臂有源電力濾波器APF的數學模型,通過各諧波分析獲得三相四橋臂有源電力濾波器APF補償目標,采用PI+重復控制,直流側電壓PI控制進行雙閉環控制,同時利用網側電壓進行前饋控制,根據建立的數學模型得到三相四橋臂有源電力濾波器APF在alfa-beta-0或dqo系下的橋臂目標電壓;

步驟S2:將步驟S1得到的alfa-beta-0系下的橋臂目標電壓進行逆clark變換;

其中,若是dqo坐標下的橋臂目標電壓則還要進行逆park變換;

得到三相四橋臂有源電力濾波器APF產生目標電流在ABC坐標系下所需的橋臂目標電壓UgA、UgB、UgC

步驟S3:根據步驟S2所得的橋臂目標電壓UgA、UgB、UgC,有源濾波器直流側電壓Udc,IGBT開關周期T計算ABC橋臂在開關周期T的作用時間t1、t2、t3

步驟S4:考慮到步驟三中計算的橋臂在開關周期T中的作用時間可能為負值,將步驟S3所得的作用時間t1、t2、t3進行平移,并得到變量t4

步驟S5:根據步驟S4的各橋臂作用時間值,在調制過程中加入零矢量,同時最終得到四橋臂最終作用時間t1、t2、t3、t4;其中此方法仍然適用于三相三橋臂三相全橋變流器,此時不考慮第四橋臂作用時間t4

步驟S6:利用FPGA、CPLD將步驟S1至步驟S5的方法固化,實現功能模塊;

其中,所述三相四橋臂有源電力濾波器APF在ABC坐標下的數學模型為:

經過CLARK3變換可得在alfa-beta-0坐標系中的數學模型:

其中,G1、G2、G3、G4為四橋臂開關函數,上橋臂導通取值1,下橋臂導通取值0;Ln,rn為輸出濾波電抗器的等效電感、電阻值;ica、icb、icc、icn均為三相四橋臂有源電力濾波器APF的輸出電流;

坐標變換陣定義如下:

CLARK3變換:

CLARK3逆變換:

根據目標電流,采用PI+重復控制,直流側電壓PI控制進行雙閉環控制,同時利用網側電壓進行前饋控制,得到三相四橋臂有源電力濾波器APF在alfa-beta-0或dqo系下的橋臂目標電壓V、Vgb、Vgc;利用逆CLARK變換得到ABC坐標下的橋臂電壓V、Vgb、Vgc

根據ABC坐標下的目標橋臂電壓V、Vgb、Vgc;采用一種快捷三維空間矢量PWM目標電壓調制方法,直接求各相開關導通時間,從而得到得四橋臂的脈出輸出;包括以下步驟:

SS01、假設APF直流側電壓Vdc在一個周期內變化不大,則有:

根據上式可得:

上述算式中,T為開關周期,t1、t2、t3為ABC三相作用時間,由上式得出的時間可能為負值;

SS02、將由上式得出的A、B、C三相作用的時間進行平移:

令tmin=min{t1,t2,t3};

t4=0 tmin≥0

根據上式得出的時間,當t4=0時則中線橋臂上的開關在一個周期內均處于關斷狀態,并在其中加入零矢量:

tmax=max{t1,t2,t3,t4}

t1111=t0000=(T-tmax)/2

t1=t1+t1111

t2=t2+t1111

t3=t3+t1111

t4=t4+t1111

至此可得到四橋臂在開關周期T的導通時間。

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