[發(fā)明專利]一種三相四橋臂有源電力濾波器目標(biāo)電流生成調(diào)制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811601619.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109768552B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張四海;李瑜;潘結(jié)兵;嚴(yán)良占
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽一天電能質(zhì)量技術(shù)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34164
• 代理人: 孫小華

1.一種三相四橋臂有源電力濾波器目標(biāo)電流生成調(diào)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(biāo)電流生成調(diào)制方法包括以下步驟：

步驟S1：在alfa-beta-0或dqo坐標(biāo)內(nèi)構(gòu)建三相四橋臂有源電力濾波器APF的數(shù)學(xué)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(bǔ)償目標(biāo)，采用PI+重復(fù)控制，直流側(cè)電壓PI控制進(jìn)行雙閉環(huán)控制，同時(shí)利用網(wǎng)側(cè)電壓進(jìn)行前饋控制，根據(jù)建立的數(shù)學(xué)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(biāo)電壓；

步驟S2：將步驟S1得到的alfa-beta-0系下的橋臂目標(biāo)電壓進(jìn)行逆clark變換；

其中，若是dqo坐標(biāo)下的橋臂目標(biāo)電壓則還要進(jìn)行逆park變換；

得到三相四橋臂有源電力濾波器APF產(chǎn)生目標(biāo)電流在ABC坐標(biāo)系下所需的橋臂目標(biāo)電壓U_gA、U_gB、U_gC；

步驟S3：根據(jù)步驟S2所得的橋臂目標(biāo)電壓U_gA、U_gB、U_gC，有源濾波器直流側(cè)電壓U_dc，IGBT開關(guān)周期T計(jì)算ABC橋臂在開關(guān)周期T的作用時(shí)間t₁、t₂、t₃；

步驟S4：考慮到步驟三中計(jì)算的橋臂在開關(guān)周期T中的作用時(shí)間可能為負(fù)值，將步驟S3所得的作用時(shí)間t₁、t₂、t₃進(jìn)行平移，并得到變量t₄；

步驟S5：根據(jù)步驟S4的各橋臂作用時(shí)間值，在調(diào)制過程中加入零矢量，同時(shí)最終得到四橋臂最終作用時(shí)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(shí)不考慮第四橋臂作用時(shí)間t₄；

步驟S6：利用FPGA、CPLD將步驟S1至步驟S5的方法固化，實(shí)現(xiàn)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(biāo)下的數(shù)學(xué)模型為：

經(jīng)過CLARK3變換可得在alfa-beta-0坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型：

其中，G1、G2、G3、G4為四橋臂開關(guān)函數(shù)，上橋臂導(dǎo)通取值1，下橋臂導(dǎo)通取值0；Ln,rn為輸出濾波電抗器的等效電感、電阻值；i_ca、i_cb、i_cc、i_cn均為三相四橋臂有源電力濾波器APF的輸出電流；

坐標(biāo)變換陣定義如下：

CLARK3變換：

CLARK3逆變換：

根據(jù)目標(biāo)電流，采用PI+重復(fù)控制，直流側(cè)電壓PI控制進(jìn)行雙閉環(huán)控制，同時(shí)利用網(wǎng)側(cè)電壓進(jìn)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(biāo)電壓V_gα、V_gb、V_gc；利用逆CLARK變換得到ABC坐標(biāo)下的橋臂電壓V_gα、V_gb、V_gc；

根據(jù)ABC坐標(biāo)下的目標(biāo)橋臂電壓V_gα、V_gb、V_gc；采用一種快捷三維空間矢量PWM目標(biāo)電壓調(diào)制方法，直接求各相開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，從而得到得四橋臂的脈出輸出；包括以下步驟：

SS01、假設(shè)APF直流側(cè)電壓V_dc在一個(gè)周期內(nèi)變化不大，則有：

根據(jù)上式可得：

上述算式中，T為開關(guān)周期，t₁、t₂、t₃為ABC三相作用時(shí)間，由上式得出的時(shí)間可能為負(fù)值；

SS02、將由上式得出的A、B、C三相作用的時(shí)間進(jìn)行平移：

令t_min＝min{t₁,t₂,t₃}；

t₄＝0 t_min≥0

根據(jù)上式得出的時(shí)間，當(dāng)t₄＝0時(shí)則中線橋臂上的開關(guān)在一個(gè)周期內(nèi)均處于關(guān)斷狀態(tài)，并在其中加入零矢量：

t_max＝max{t₁,t₂,t₃,t₄}

t₁₁₁₁＝t₀₀₀₀＝(T-t_max)/2

t₁＝t₁+t₁₁₁₁

t₂＝t₂+t₁₁₁₁

t₃＝t₃+t₁₁₁₁

t₄＝t₄+t₁₁₁₁；

至此可得到四橋臂在開關(guān)周期T的導(dǎo)通時(shí)間。