一種基于無差拍和三角波比較的三相pwm整流控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及=相整流技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于無差拍和=角波比較的=相 PWM整流控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展大功率電源需求量日益增加，傳統(tǒng)的線性電源、相控電源輸 入電流諧波大，功率因數(shù)低對電網(wǎng)影響較大；而=相PWM整流器能從根源上消除輸入電流 諧波，可實現(xiàn)交流側(cè)單位功率因數(shù)運行，所W是當(dāng)前電力電子領(lǐng)域中的研究熱點。
[0003] S相電壓型PWM整流器目前常用的控制策略有：滯環(huán)比較控制、前饋解禪控制、電 流預(yù)測控制、無差拍控制，但是運些控制目前都仍有不足之處：簡單的滯環(huán)比較控制輸入電 流紋波依然較大；前饋解禪控制、電流預(yù)測控制、無差拍控制需要增加SVPWM或SPWM環(huán)節(jié)， 算法復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有控制策略的不足，本發(fā)明目的在于提供一種基于無差拍和=角波比較的 S相PWM整流控制方法。利用S角波比較控制與無差拍控制各自的優(yōu)點，設(shè)計新型控制方 法，簡化算法的同時，降低交流側(cè)電流諧波，同時實現(xiàn)定頻控制。 陽0化]本發(fā)明的目的可W通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0006] 一種基于無差拍和=角波比較的=相PWM整流控制方法，主要步驟如下：（SI)利 用鎖相電路得到電網(wǎng)A相電壓ea的過零點，DSP根據(jù)電網(wǎng)A相電壓ea的過零點實時計算 電網(wǎng)周期，并W此更改控制周期，同時根據(jù)電網(wǎng)A相電壓ea的過零點計算電網(wǎng)S相輸入的 電壓值（ea、eb、ec)，并裝換為數(shù)字信號；
[0007] (S2)利用電流霍爾傳感器分別采樣=相電抗器的輸入電流值（ia、ib、ic)，采用 分壓法采樣S相電壓型PWM整流器直流側(cè)電容兩端的輸出直流電壓值Vdc，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號； 陽00引 （S3)完成步驟（SI)和悅）后，將指令直流電壓值Vdc_ref與輸出直流電壓值Vdc 的差作為電壓外環(huán)的輸入，電壓外環(huán)采用PI控制，電壓外環(huán)控制的輸出得到有功電流指令 i*d，無功電流指令i*q設(shè)為0 ;
[0009] (S4)把=相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型從=相油C靜止坐標(biāo)系變換到兩相dq 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，并根據(jù)電壓外環(huán)控制得到的參考電流、=相交流側(cè)電流、=相交流側(cè)電壓進(jìn) 行無差拍控制；
[0010] (S5)在兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下根據(jù)無差拍控制得到整流橋交流側(cè)電壓兩相（八1、 Vq)，并變換到S相abc靜止坐標(biāo)系下得到S相電壓（Va、Vb、Vc)，將變換得到的S相電壓分 別除W直流電壓參考值Vdc_ref然后經(jīng)過PI調(diào)節(jié)并限幅，輸出與S角波進(jìn)行比較，最后輸 出6路驅(qū)動信號；其中=角波的幅值與PI限幅一致。 陽0川所述步驟（SI)中，利用鎖相電路得到電網(wǎng)A相電壓ea的過零點時間，用DSP實時 計算電網(wǎng)的周期，同時計算電網(wǎng)輸入S相電壓的值。
[0012] 所述步驟（S2)中，利用電流霍爾傳感器分別采樣=相電抗器的輸入電流值（ia、 ib、ic)，采用電阻分壓法采樣=相電壓型PWM整流器直流側(cè)電容兩端的輸出直流電壓值 Vdc。
[001引所述步驟（S^中，將指令直流電壓值Vdc_ref與輸出直流電壓值Vdc的差進(jìn)行PI 控制，PI控制輸出得到有功電流指令i*d，為了實現(xiàn)=相電壓型PWM整流器交流輸入側(cè)單位 功率因數(shù)運行，設(shè)無功電流指令i*q為0。
[0014] 所述步驟（S4)和（SW中，根據(jù)（SI)、（S。、（S^步驟的數(shù)據(jù)在兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) 系下進(jìn)行無差拍控制，將無差拍控制的輸出與=角波比較控制，從而得到=相驅(qū)動信號。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 1、算法簡單，無需SVPWM或SPWM調(diào)制單元；
[0017] 2、=相電壓型PWM整流器交流側(cè)輸入電流紋波低，交流側(cè)可實現(xiàn)單位功率因數(shù)運 行； 陽01引 3、S相電壓型PWM整流器直流側(cè)輸出電壓可控，紋波小；
[0019] 3、可W實現(xiàn)定頻控制。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的一種基于無差拍和=角波比較的=相PWM整流控制方法示意圖；
[0021] 圖2是應(yīng)用本發(fā)明的S相電壓型PWM整流器matl油仿真直流側(cè)輸出電壓的效果 圖；
[0022] 圖3是應(yīng)用本發(fā)明的S相電壓型PWM整流器matl油仿真A相交流側(cè)輸入電壓和 電流的效果圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述說明，但本發(fā)明的實施方式 不限于此。需指出的是，W下若有未特別詳細(xì)說明之過程或參數(shù)，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參 照現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的。
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明的一種基于無差拍和S角波比較的S相PWM整流控制方法示 意圖，主要步驟如下：
[002引 （SI)利用鎖相電路得到電網(wǎng)A相電壓ea的過零點，DSP根據(jù)電網(wǎng)A相電壓ea的 過零點實時計算電網(wǎng)周期，并W此更改控制周期，同時根據(jù)電網(wǎng)A相電壓ea的過零點計算 電網(wǎng)S相輸入的電壓值（ea、eb、ec)，并裝換為數(shù)字信號；
[00%] (S2)利用電流霍爾傳感器分別采樣=相電抗器的輸入電流值（ia、ib、ic)，采用 電阻分壓法采樣=相電壓型PWM整流器直流側(cè)電容C兩端的直流電壓值（Vdc)，并轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號；
[0027] 做）完成步驟（SI)和悅）后，將指令直流電壓值（Vdc_ref)與輸出直流電壓值 Vdc的差作為電壓外環(huán)的輸入，電壓外環(huán)采用PI控制，電壓外環(huán)控制的輸出得到有功電流 指令i*d，無功電流指令i*q設(shè)為0 ;
[0028] (S4)把=相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型從=相油C靜止坐標(biāo)系變換到兩相dq 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，并根據(jù)電壓外環(huán)控制得到的參考電流、=相交流側(cè)電流、=相交流側(cè)電壓進(jìn) 行無差拍控制，具體實施如下所述：
[0029] A)假設(shè)交流側(cè)電抗為L線路及電抗等下電阻為R，ABC S相參數(shù)均相等，兩相dq 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下開關(guān)函數(shù)定義為Sd和Sq，設(shè)系統(tǒng)采樣中后期為Ts，其他參數(shù)如文中所述。根 據(jù)基爾霍夫電壓定律得到交流側(cè)電流關(guān)系如式（1):
[0031] 其中id和i q為S相電抗器的輸入電流值（ia、ib、ic)變換到兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)