[發明專利]一種高功率因數單相PWM整流器控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 202310508695.3
• 申請日: 2023-05-08
• 公開（公告）號: CN116264439B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 許昊天;周述晗;高惠珍;熊志強;賀明智
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/08;H02M1/12;H02M1/42;H02M1/44
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本發明公開了一種高功率因數單相PWM整流器控制方法及其裝置。其中，控制方法包括步驟：獲取交流測電壓和電流，分別滯后移相得到虛擬正交信號，再分別Park變換得到d軸電壓分量、電流分量以及q軸電壓分量、電流分量；使用直流輸出電壓和輸出電流，構造滑模切換面；構造d軸電流環滑模控制率和q軸電流環滑?？刂坡?；令滑模切換面的輸出為d軸電流的指令值，求取和；將和求和后，與三角載波比較得到PWM信號，控制整流器的開關管。本發明能夠實現在工頻正弦輸入的情況下，直流側的輸出電壓穩定在特定的電壓值；輸入側的電流諧波小，功率因數高；當負載階躍或系統出現其他大干擾時，具有較高的瞬態響應性能和抗干擾性。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別是一種高功率因數單相PWM整流器控制方法及其裝置。

背景技術

隨著電力系統電力電子設備化，任何接入電網的設備都應盡可能避免對電網質量造成影響。除高壓及特高壓仍保留以晶閘管及其派生器件為主的相控方式，大部分的整流設備已向高功率因數，低電流諧波的PWM整流設備轉型升級。目前單相PWM整流器的控制技術日益成熟，諸如有網側電壓前饋的電壓電流雙閉環具有簡單易實現，但對網側輸入電流控制交叉；基于同步旋轉坐標系解耦的電壓電流雙閉環解決了前者的問題，能夠很好地控制網側的電流幅值和相位，甚至實現變功率因數，但該控制方式的計算量較大，對控制器的算力要求較高；諧振控制具有前兩種控制方式的優點，對網側電流能有效控制，實現較為簡單，但當網側頻率稍有波動其控制性能則會大幅下降。

由于PWM整流器屬于非線性系統，應用傳統線性控制而設計的PWM整流器在動態響應方面存在一定的缺陷，當系統出現大干擾時，極有可能由于較差的魯棒性不能正常運行。

發明內容

本發明提供了一種高功率因數單相PWM整流器控制方法及其裝置，將滑模控制這種非線性控制方法應用于單相PWM整流器上，具有優良的動態響應和魯棒性，可以有效地提高系統的抗干擾能力。

實現本發明目的的技術方案如下：

一種高功率因數單相PWM整流器控制方法，包括：

獲取交流測電壓和電流，分別滯后移相得到虛擬正交信號和，再分別Park變換，得到旋轉坐標系下的d軸電壓分量、q軸電壓分量和d軸電流分量、q軸電流分量；

構造滑模切換面：

；

其中，是直流側電壓，是直流側電流，是直流側電壓的參考值，是所述整流器直流側并聯電容的容值，是靜差參數；

構造d軸電流環滑模控制率和q軸電流環滑?？刂坡剩?/p>

，

，

；

其中，是交流測電壓的相位，是運動點未達到滑模切換面時的運動速率，是運動點趨近滑模切換面時的運動速率；是d軸電流的指令值，是q軸電流的指令值；

令，并令，求取和；其中，是所述整流器以額定工況運行時的d軸電流分量值；

將、求和后，再與三角載波進行比較得到PWM信號，控制所述整流器的開關管。

優選的技術方案，令。