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[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

專利信息
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
地址: 230000 安徽*** 國省代碼: 安徽;34
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 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
【權(quán)利要求書】:

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UgA、UgB、UgC

步驟S3:根據(jù)步驟S2所得的橋臂目標(biāo)電壓UgA、UgB、UgC,有源濾波器直流側(cè)電壓Udc,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;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(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、Vgb、Vgc;利用逆CLARK變換得到ABC坐標(biāo)下的橋臂電壓V、Vgb、Vgc

根據(jù)ABC坐標(biāo)下的目標(biāo)橋臂電壓V、Vgb、Vgc;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Vdc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tmin=min{t1,t2,t3};

t4=0 tmin≥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:

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(guān)周期T的導(dǎo)通時(shí)間。

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