[發明專利]不平衡中點電位下三相維也納整流器的控制電路及不連續脈寬調制方法

有效

• 申請號: 202011373980.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112491288B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張犁;鄒宇航;鄭仲舒
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/088
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 李娜

1.基于三相維也納整流器的控制電路的不連續脈寬調制方法，所述三相維也納整流器包括三相交流電源、三相輸入濾波電感、第一～第六功率二極管、第一～第六功率開關管、第一直流母線濾波電容和第二直流母線濾波電容，所述第一～第六功率二極管兩兩連接形成三相橋臂，所述第一～第六功率開關管兩兩連接形成三相橋臂，所述第一直流母線濾波電容和第二直流母線濾波電容分別連接在直流側中點的兩端；

所述三相維也納整流器的控制電路包括電網電壓采樣電路、電感電流采樣電路、母線電壓采樣電路、開關管驅動電路和DSP控制單元；所述DSP控制單元包括第一abc/dq變換器、第二abc/dq變換器、鎖相器、dq/αβ變換器、DPWM控制器、母線電壓PI調節器、有功電流PI調節器和無功電流PI調節器；電網電壓采樣電路的三個輸入端對應接至三相輸入濾波電感與三相交流電源的連接處，電網電壓采樣電路的輸出連接第一abc/dq變換器的第一輸入端；電感電流采樣電路的三個輸入端對應接至三相輸入濾波電感的三個輸出端，電感電流采樣電路的輸出端連接第二abc/dq變換器的第一輸入端；第一abc/dq變換器的輸出端連接鎖相器的輸入端，鎖相器的輸出端連接第一abc/dq變換器的第二輸入端和第二abc/dq變換器的第二輸入端；母線電壓采樣電路的兩個輸入端分別采集第一直流母線濾波電容和第二直流母線濾波電容的電壓并輸出，這兩路輸出信號相加后與母線電壓參考值做差，差值輸入母線電壓PI調節器；母線電壓PI調節器的輸出信號與第二abc/dq變換器輸出的d軸信號做差，差值輸入有功電流PI調節器；第二abc/dq變換器輸出的q軸信號與參考值0做差，差值輸入無功電流PI調節器；dq/αβ變換器的兩個輸入端分別連接有功電流PI調節器的輸出端和無功電流PI調節器的輸出端；dq/αβ變換器的輸出端連接DPWM控制器的輸入端，計算兩個母線濾波電容電壓的比值u_dc1/u_dc2作為中點不平衡度k_NP輸入到DPWM控制器，DPWM控制器的輸出端連接開關管驅動電路的輸入端，開關管驅動電路的輸出端輸出第一～第六功率開關管對應的驅動信號；

其特征在于：電網電壓采樣電路采樣得到的三相電網電壓u_sa、u_sb、u_sc經過第一abc/dq變換器變換后，得到dq坐標系下的分量u_sd和u_sq并送入鎖相器，鎖相器據此獲得電網電壓的相位信息θ；電感電流采樣電路采樣得到的三相電感電流i_a、i_b、i_c經過第二abc/dq變換器變換后，得到三相電感電流的有功分量i_d和無功分量i_q；母線電壓采樣電路采樣得到兩個直流母線濾波電容的電壓u_dc1和u_dc2，u_dc1與u_dc2相加的結果與母線電壓基準值u_{dc_ref}做差，差值送入母線電壓PI調節器，母線電壓PI調節器根據輸入的信號產生有功電流的參考值i_{d_ref}，i_{d_ref}與i_d做差，差值送入有功電流PI調節器，有功電流PI調節器根據輸入的信號產生d軸控制分量u_d；無功電流的參考值0與無功電流i_q做差，差值送入無功電流PI調節器，無功電流PI調節器根據輸入的信號產生q軸控制分量u_q，dq/αβ變換器將u_d和u_q變換為αβ坐標系下的控制分量u_α和u_β，送入DPWM控制器；計算兩個母線濾波電容電壓的比值u_dc1/u_dc2作為中點不平衡度k_NP輸入到DPWM控制器；DPWM控制器根據三相維也納整流器的25個小矢量建立三電平矢量空間，所述25個小矢量分別為OOO、OON、POO、PPO、PON、PPN、OPN、NPP、NPO、OPO、NON、OPP、NPN、NOO、OOP、NOP、NNO、NNP、ONP、PNP、ONO、PNO、POP、ONN、PNN，其中P表示正電平，N表示負電平，O表示零電平；將矢量空間劃分為6個大扇區，每個大扇區進一步劃分為7個小扇區；根據u_α和u_β計算出待合成矢量V_ref所處的大扇區和小扇區；根據所選的矢量，依據矢量合成法則計算出用于合成待合成矢量V_ref的三個小矢量的作用時間。