[發明專利]一種三相電流源型整流器直流電壓自適應調整方法

有效

• 申請號: 202310021571.2
• 申請日: 2023-01-07
• 公開（公告）號: CN116073676B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 朱文杰;張紀軒;曹文平;胡存剛;李浩然;劉碧;芮濤;汪鳳翔
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種三相電流源型整流器直流電壓自適應調整方法，包括：確定低于整流器的最小設計輸入相電壓下的調制度，基于該調制度構建用于表征輸入相電壓幅值和輸出電壓之間關系的數學模型；通過二階廣義積分器分離交流側三相電壓正負序，通過坐標變換得到當前相電壓幅值信息；將當前相電壓幅值信息代入所述數學模型，得到當前輸出電壓；將當前輸出電壓作為閉環控制指令值，實現整流器輸出電壓的自適應跟蹤。本發明直接從電流源整流器的調制度出發，避免了復雜工作狀態的判斷，使三相電流源整流器始終工作在一個合適的調制度下，防止因輸入電壓跳變而導致的直流側電壓波動。

技術領域

本發明涉及電力電子控制技術領域，更具體的說是涉及一種三相電流型PWM整流器。

背景技術

目前，三相PWM整流器可以確保輸入電流正弦，同時為后級用電器提供穩定的直流電壓；三相PWM整流器根據結構的不同又被細分為三相電壓源整流器與三相電流源整流器。與三相電壓源整流器相比，三相電流源整流器具有輸出電壓范圍廣，能從零開始調節，限制短路電流的特點。

在三相電流源整流器工作狀態中，有一種過調制狀態，即設定輸出電壓高于實際輸入相電壓幅值，此狀態下各橋臂MOS管的工作占空比提升到最大值，整流器直流電壓呈脈動特性。這種狀態常見于三相交流電壓發生電壓降落的情況，在這種情況下的直流電壓不再滿足原設計目標，直流側電壓脈動的同時，直流電流和輸入電流畸變嚴重，引起后級用電系統的振蕩從而給系統帶來無法彌補的損壞。

因此，如何提供一種三相電流源型整流器直流電壓自適應調整方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種三相電流源型整流器直流電壓自適應調整方法，克服了復雜的三相電流型整流器工作模式的判斷，解決了整流器工作在過調制狀態時系統工作不正常的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種三相電流源型整流器直流電壓自適應調整方法，包括：

確定低于整流器的最小設計輸入相電壓下的調制度，基于該調制度構建用于表征輸入相電壓幅值和輸出電壓之間關系的數學模型；

通過二階廣義積分器分離交流側三相電壓正負序，通過坐標變換得到當前相電壓幅值信息；

將當前相電壓幅值信息代入所述數學模型，得到當前輸出電壓；

將當前輸出電壓作為閉環控制指令值，實現整流器輸出電壓的自適應跟蹤。

進一步的，整流器調制度、輸入相電壓幅值和輸出電壓三者之間的數學關系為：

其中，M為整流器的調制度，為整流器輸出電壓，為輸入相電壓幅值。

進一步的，選取低于整流器的最小設計輸入相電壓下的調制度為M＝0.9，構建所述數學模型，其表達式為：

其中，V_dc為額定輸出電壓，V_{m_MIN}為最小設計相輸入電壓；若當前相電壓幅值低于最小設計輸入相電壓，則將作為閉環控制指令值，若當前相電壓幅值高于或等于最小設計輸入相電壓，則將額定輸出電壓作為閉環控制指令值。

進一步的，當前相電壓幅值的計算過程為：

對三相交流電壓進行Clarke變換，將變換后的α-β分量經由二階廣義積分器，分離得到的正負序分量經過Park變換，得到三相交流相電壓幅值信息，使用二階廣義積分器是為了防止三相交流電壓波動導致獲取到錯誤的相電壓幅值信息。

進一步的，Clarke變換為：