[發明專利]一種PWM整流器的控制系統及算法

在審

• 申請號: 202110506913.0
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113328640A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 蔣龍云;岳倩倩
• 申請（專利權）人: 安徽三聯學院
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/42;H02M1/44;H02M1/00
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 劉勇

1.一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，包括依次設置形成閉環的主電路模塊(1)、坐標轉換模塊(2)、PWM整流器控制模塊(3)、坐標反變換模塊(4)，所述PWM整流器控制模塊(3)包括依次設置的電壓滑模控制單元、電流內環PI控制器、非線性解耦模塊。

2.根據權利要求1所述的一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，還包括與所述主電路模塊(1)對應輸出端分別連接的波形顯示模塊(5)、無功測量模塊(6)。

3.根據權利要求1所述的一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，所述主電路模塊(1)包括三相交流電壓電流表；所述三相交流電壓電流表輸入三相交流電，輸出分成交流側和直流側，交流側的電壓v_abc和電流i_abc輸入到坐標變換模塊，直流側包括將交流電轉換成直流電的整流單元，所述整流單元輸出直流電壓V_dc，所述直流電壓V_dc為負載供電。

4.根據權利要求1所述的一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，坐標轉換模塊(2)的四個輸出端分別為實際交流側電壓電流的有功分量與無功分量e_q、e_d、i_q、i_d，其與輸入到PMW整流器控制模塊的對應輸出端分別與PWM整流器控制模塊(3)的對應輸入端口連接。

5.根據權利要求1所述的一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，所述電壓V_dc輸入PWM整流器控制模塊(3)后，與直流側給定電壓比較，比較的差值作為電壓滑模控制單元的輸入，其輸出為交流側電流有功分量的給定值交流側電流無功部分的給定參考值所述與所述坐標轉換模塊(2)的輸出端i_q、i_d進行比較送給電流內環PI控制器，所述電流內環PI控制器的輸出端與非線性解耦模塊相連，其輸出為d-q坐標系下的電壓有功分量的基準值和電壓無功分量的基準值所述電壓v_abc還經過鎖相環PLL后與PWM整流器控制模塊(3)的輸出端分別與坐標反轉換模塊連接，PWM信號通過坐標反變換模塊(4)反變換得到abc坐標系下的控制信號，然后將輸入到主電路模塊(1)中。

6.根據權利要求1所述的一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，所述坐標反變換模塊(4)包括依次設置的PARK反變換及CLARK反變換，PARK反變換將前面得到的d-q坐標系下的電壓有功分量的基準值和電壓無功分量的基準值變成α-β坐標系下的參數，CLARK反變換將α-β坐標系下的參數變成abc三相坐標系下的控制信號，最終得到實現對6個IGBT開關管的控制的PWM信號。

7.根據權利要求2所述的一種PWM整流器的控制系統，其特征在于，所述無功測量模塊(6)用于計算電網側有功功率、無功功率以及功率因數；所述無功測量模塊(6)獲得測得的電網側的三相電壓v_abc和三相電流i_abc后，利用公式P＝v_a×i_a+v_b×i_b+v_c×i_c和計算出電網側的有功功率和無功功率，再利用公式計算功率因數校正值即PFC值。

8.一種PWM整流器的控制算法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、PWM整流器控制模塊(3)將給定電壓與直流側實際輸出的電壓V_dc做比較，二者間的差值作為PWM整流器電壓外環控制模塊中電壓滑模控制單元的輸入信號，滑模面表達式為給定電壓與實際輸出直流電壓V_dc誤差的函數，再根據系統理想穩定下無功分量為0的特點得到使得滑模面等式成立的整流器電網側三相電流i_abc有功分量的給定值

S2、在仿真程序中，將電網側三相電流i_abc的無功部分的給定參考值設置為0，使功率因數然后與實際交流側電流i_abc的有功分量與無功分量進行比較送給電流內環PI控制器；

S3、再經非線性解耦和PARK及CLARK反變換得到abc坐標系下的控制信號，最終得到PWM信號。