一種三相整流裝置的電流控制方法
2023-06-10 08:37:21
專利名稱：一種三相整流裝置的電流控制方法
技術領域：
本發明屬於電源技術領域，更為具體地講，涉及一種基於IGBT半導體開關元件實現的三相整流裝置的電流控制方法。在理想的電力系統中，電網電壓和電流應是工頻下的正弦波。隨著電力電子技術的飛速發展，以脈寬調製(PWM)控制為基礎的各類整流裝置，如高頻開關電源、逆變電源、 變頻器等，已廣泛應用於國民經濟各領域。而這些整流裝置成為電網的非線性負載，產生大量的諧波電流。因此，在實際的電力系統運行中，即使電力系統中整流裝置的電壓為正弦波，但由於非線性負載的影響，電力系統中和用戶處的線路總有高次諧波的電流和電壓產生，即非正弦畸變，對電力輸配系統及附近其它的電氣設備帶來許多問題。二十世紀八十年代出現的功率因數校正(Power Factor Correction, PFC)技術, 不僅可以使功率因數近似為1，而且還可以有效的抑制高次諧波，是實現節能環保的最理想選擇。但其對大功率高頻全控開關器件的需求，極大的限制了它的普及，目前仍只在少量小功率設備中有所應用。隨著現代半導體技術的快速發展，全控開關器件在高頻和大功率方面不斷獲得突破。在此背景之下，採用IGBT全控開關器件的基於功率因數校正技術的三相整流裝置，即電源變應運而生。IGBT開關器件具有開關頻率高，導通壓降低、功率大的特點，且在具有適當正向電壓的情況下，其導通與否完全受控於控制信號，這正符合功率因素校正的要求。對於三相整流裝置的電流控制，通常採用空間矢量脈寬調製(Space Vector Pulse Width Modulation)控制算法,在同步旋轉坐標系下對電流在d、q上的分量直接進行PI的控制。傳統的PI控制是對相鄰相位點處的參考量與反饋量之間的誤差量進行控制，但是由於相位捕獲誤差和控制延時的影響，往往會出現相鄰相位點之間的擾動，所以傳統的電流控制方式容易出現電流控制精度不高、電流波形失真的問題。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種三相整流裝置的電流控制方法，以提高電流控制的精度，進一步提高三相整流裝置的功率因數和減小諧波分量。為實現上述發明目的，本發明三相整流裝置的電流控制方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)、根據以下公式，得到同步旋轉坐標系下，第k個電網周期，相位為P時，電網電流的控制量
背景技術：
權利要求
1.一種三相整流裝置的電流控制方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)、根據以下公式，得到同步旋轉坐標系下，第k個電網周期，相位為P時，電網電流的式中，Ud和Uq為三相電網電壓轉換到同步旋轉坐標系下在d軸和q軸的分量，Id和Iq 為三相電網電流轉換到同步旋轉坐標系下在d軸和q軸的分量，ω為電網電壓基波角頻率， L = La = Lb = Lc, La, Lb, Lc分別為網側的三相儲能電感的電感值；而符號 )分別表示三相整流裝置啟動後第k個電網周期，相位為P時，d軸和q軸上的電流期望值、實際值和誤差值為離散化參數，取O k，Iderrp(k-z)，IqOTp(k-z)，分別表示第k-z個電網周期，相位為P時，d軸和q軸上的誤差值；1:和<為比例係數和積分係數；K為積分環節中誤差的衰減係數，取0-1的常數；(2)、根據電網電流的控制量Ud^Uqn，依據SVPWM算法，得到直接控制三相全控橋功率開關管的通斷時間，實現三相電網電流波形分別與三相電網電壓波形同頻同相。
2.根據權利要求I所述的三相整流裝置的電流控制方法，其特徵在於，在電流控制過程中，加入了周期延遲環節，保存之前一個電網周期的各個相位點的電流控制量Udn，Uqn，然後，在下一電網周期控制三相全控橋功率開關管的通斷時間。
3.根據權利要求2所述的三相整流裝置的電流控制方法，其特徵在於，在電流控制過程中，加入了一個相位補償，用來補償系統延時造成的控制量滯後若當前採樣得到的相位為P，系統延時X個採樣點，則實際相位為p+x，當前相位點P給出相位點p+x對應的控制控制量
全文摘要
本發明針對現有技術電流精度控制不高、電流波形失真的問題，提出了一種三相整流裝置的電流控制方法，對PI控制器進行了改進，對電網電流在各個相位點處分別進行PI調節，其中，衰減係數K的作用是對誤差值進行衰減，使之前的累積誤差隨著時間衰減，當前電網周期附近的誤差量起主要作用，當前電流能夠更好地跟蹤期望電流測試證明，本發明能夠有效地克服傳統方法的不足，提高電流控制精度，進一步提高三相整流裝置功率因數和減小諧波分量。
文檔編號H02M7/219GK102611339SQ20121006689
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者白利兵, 程玉華, 聶琳, 陳凱, 顧永德, 黃建國 申請人:深圳茂碩電源科技股份有限公司, 電子科技大學