一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510150568.6

申请日:

2015.03.31

公开号:

CN104753372A

公开日:

2015.07.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02M 7/219申请日:20150331|||公开

IPC分类号:

H02M7/219

主分类号:

H02M7/219

申请人:

华南理工大学

发明人:

康龙云; 冯自成; 陈凌宇

地址:

510640广东省广州市天河区五山路381号

优先权:

专利代理机构:

广州市华学知识产权代理有限公司44245

代理人:

罗观祥

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内容摘要

本发明公开了一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,包含以下步骤:采样PWM整流器的a、b、c三相电流ia、ib、ic,比较三相电流ia、ib、ic的大小,确定最小电流;根据空间电压矢量指令值V*确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区;根据空间电压矢量指令值V*在复平面上的扇区不同用不同的基本矢量合成空间电压矢量指令值V*;确定开关管的动作,对PWM整流器电感电流最小的一相不进行控制。本发明的控制方法,降低了PWM整流器的开关损耗,提高了PWM整流器的效率,可以使PWM整流器工作在更高的采样频率,有利于实现PWM整流器的高频化、轻量化。

权利要求书

权利要求书1.  一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,包含以下顺序的步骤:S1.采样PWM整流器的a、b、c三相电流ia、ib、ic,比较三相电流ia、ib、ic的大小,确定最小电流;S2.根据空间电压矢量指令值V*确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区;S3.根据空间电压矢量指令值V*在复平面上的扇区不同用不同的基本矢量合成空间电压矢量指令值V*;S4.确定开关管的动作,对PWM整流器电感电流最小的一相不进行控制。2.  根据权利要求1所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,所述PWM整流器,其工作在单位功率因数状态,三相电感电流与三相电网电压同相位,拓扑结构为:第一开关管V1和第一二极管VD1反并联,第二开关管V2和第二二极管VD2反并联,第三开关管V3和第三二极管VD3反并联,第四开关管V4和第四二极管VD4反并联,第五开关管V5和第五二极管VD5反并联,第六开关管V6和第六二极管VD6反并联,反并联的两个元件平行但是导通方向相反,第一二极管VD1、第三二极管VD3、第五二极管VD5的阴极并联在一起,第二二极管VD2、第四二极管VD4、第六二极管VD6的阳极并联在一起,第一二极管VD1的阳极和第四二极管VD4的阴极在节点A相连,第三二极管VD3的阳极和第六二极管VD6在节点B相连,第五二极管VD5的阳极和第二二极管VD2的阴极在节点C相连,电网的三相电压ea、eb、ec分别串联一个等值的电感L连接到PWM整流器的三相桥臂中点A、B、C,直流电容Cd连结在第五二极管VD5的阴极和第二二极管VD2的阳极之间,直流电容Cd的电压为vdc,与第五二极管VD5的阴极相连的一端为正,与第二二极管VD2的阳极相连的一端为负,负载电阻RL和直流电容Cd并联。3.  根据权利要求2所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,所述的第一开关管V1导通时记为1开关状态,第一开关管V1关断时 记为0开关状态,第三开关管V3导通时记为1开关状态,第一开关管V3关断时记为0开关状态,第五开关管V5导通时记为1开关状态,第五开关管V5关断时记为0开关状态,用三个有顺序的数字表示某一时刻PWM整流器的开关状态,则开关状态000作用时按照矢量合成公式合成的矢量为V0、开关状态111作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V7,矢量V0和矢量V7重合于同一个基本矢量0,开关状态001作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V1,矢量V1与基本矢量重合,开关状态010作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V2,矢量V2与基本矢量重合,开关状态011作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V3,矢量V3与基本矢量重合,开关状态100作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V4,矢量V4与基本矢量重合,开关状态101作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V5,矢量V5与基本矢量重合,开关状态110作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V6,矢量V6与基本矢量重合。4.  根据权利要求1所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,步骤S1中,所述三相电流ia、ib、ic的正方向规定为从电网侧流向直流电容Cd侧。5.  根据权利要求1所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,步骤S3或S4中,所述空间电压矢量指令值V*=Ur(cos(ωt)+jsin(ωt)),Ur是一个电压常数,j是复数单位,ω是电网电压角频率,单位为弧度每秒,t为时间,单位为秒。6.  根据权利要求1所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:定义复平面上逆时针顺序大于等于0弧度小于π/3弧度扇区为第I扇区,大于等于π/3弧度小于2π/3弧度扇区为第II扇区,大于等于2π/3弧度小于π弧度扇区为第III扇区,大于等于π弧度小于4π/3弧度扇区为第IV扇区,大于等于4π/3小于5π/3扇区为第V扇区,大于等于5π/3弧度小于2π扇区定义为第VI扇区,根据空间电压矢量指令值 V*=Ur(cos(ωt)+jsin(ωt))中的ωt的数值确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区,当ωt≥2π时,令ωt的数值减去2π弧度。7.  根据权利要求6所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,步骤S3中,所述用不同的基本矢量合成空间电压矢量指令值V*是指:当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为V*Ts=23vdcej0×t4+23vdcejπ/3×t6,]]>矢量V0作用时间为t0=Ts-t4-t6,Ts为采样周期,t4为基本矢量作用的时间,t6为基本矢量作用的时间;当空间电压矢量指令值V*位于第II扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为V*Ts=23vdcejπ/3×t6+23vdcej2π/3×t2,]]>矢量V0作用时间为t0=Ts-t2-t6,Ts为采样周期,t2为基本矢量作用的时间,t6为基本矢量作用的时间;当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为V*Ts=23vdcej2π/3×t2+23vdcejπ×t3,]]>矢量V0作用时间为t0=Ts-t2-t3,Ts为采样周期,t2为基本矢量作用的时间,t3为基本矢量作用的时间;当空间电压矢量指令值V*位于第IV扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为V*Ts=23vdcejπ×t3+23vdcej4π/3×t1,]]>矢量V0作用时间为t0=Ts-t1-t3,Ts为采样周期,t3为基本矢量作用的时间,t1为基本矢量作用的时间;当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为V*Ts=23vdcej4π/3×t1+23vdcej5π/3×t5,]]>矢量V0作用时间为t0=Ts-t1-t5,Ts为采样周期,t1为基本矢量作用的时间,t5为基本矢量作用的时间;当空间电压矢量指令值V*位于第VI扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为V*Ts=23vdcej5π/3×t5+23vdcej0×t4,]]>矢量V0作用时间为t0=Ts-t4-t5,Ts为采样周期,t4为基本矢量作用的时间,t5为基本矢量作用的时间。8.  根据权利要求6所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,所述的步骤S4具体为:三相电感电流与三相电网电压同相位,因此三相电感电流分别为ia=Imcos(ωt)、ib=Imcos(ωt-2π/3)、ic=Imcos(ωt+2π/3),其中Im为电感电流幅值;当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区和第II扇区时,c相电感电流最小,关断第五开关管V5和第二开关管V2不控制;当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区时,作用的开关状态序列为00x-10x-11x-10x-00x,作用的时间序列为0.5t0-0.5t4-t6-0.5t4-0.5t0;当空间电压矢量指令值V*位于第II扇区时,作用的开关状态序列为00x-01x-11x-01x-00x,作用的时间序列为0.5t0-0.5t2-t6-0.5t2-0.5t0,x表示第五开关管V5和第二开关管V2关断,由于二极管的单向导通特性,关断第五开关管V5和第二开关管V2相当于第二开关管V2一直保持开通;当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区和第IV扇区时,a相电感电流最小,关断第一开关管V1和第四开关管V4;当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区时,作用的开关状态序列为x00-x10-x11-x10-x00,作用的时间序列为0.5t0-0.5t2-t3-0.5t2-0.5t0;当空间电压矢量指令值V*位于第IV扇区时,作用的开关状态序列为x00-x01-x11-x01-x00,作用的时间序列为0.5t0-0.5t1-t3-0.5t1-0.5t0,x表示第一开关管V1和第四开关管V4关断,由于二极管的单向导通特性,关断第一开关管V1和第四开关管V4相当于第四开关管V4一直保持开通;当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区和第VI扇区时,b相电感电流最小,关断第三开关管V3和第六开关管V6;当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区时,作用的开关状态序列为0x0-0x1-1x1-0x1-0x0,作用的时间序列为0.5t0-0.5t1-t5-0.5t1-0.5t0;当空间电压矢量指令值V*位于第VI扇区时,作用的开关状态序列为0x0-1x0-1x1-1x0-0x0,作用的时间序列为0.5t0-0.5t4-t5-0.5t4-0.5t0,x表示第三开关管V3和第六开关管V6关断,由于二极管的单向导通特性,关断第三开关管V3和第六开关管V6相当于第六开关管V6一直保持开通。9.  根据权利要求1所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,步骤S3中,所述基本矢量是指由PWM整流器三相桥臂中点A、B、C处电压Va、Vb、Vc按照矢量合成公式确定的7个不同的基本矢量0、vdc为直流电容Cd上的电压,PWM整流器每个桥臂的一对开关管同一时刻只有一个可 以导通。10.  根据权利要求1所述的电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,其特征在于,步骤S4中,所述开关管为控制开通或控制关断的电力电子器件,具体为MOSFET或IGBT。

说明书

说明书一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子应用技术领域,特别涉及一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法。
背景技术
由电压源型PWM整流器由于可控性高、功率因数高、谐波含量低、高效率等优点得到了广泛的应用。但是PWM整流器工作过程中需要频繁地切换开关状态,开关管开通和关断的过程中,电压和电流并不为零,因此开关状态的切换过程中存在开关损耗。开关损耗和开关频率成正比,单位时间内开关次数越多,PWM整流器损耗越大效率越低。减少开关状态切换的次数可以降低PWM整流器的开关损耗,提高PWM整流器的效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现:
一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,包含以下顺序的步骤:
S1.采样PWM整流器的a、b、c三相电流ia、ib、ic,比较三相电流ia、ib、ic的大小,确定最小电流;
S2.根据空间电压矢量指令值V*确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区;
S3.根据空间电压矢量指令值V*在复平面上的扇区不同用不同的基本矢量合成空间电压矢量指令值V*;
S4.确定开关管的动作,对PWM整流器电感电流最小的一相不进行控制。
所述PWM整流器,其工作在单位功率因数状态,三相电感电流与三相电网电压同相位,拓扑结构为:第一开关管V1和第一二极管VD1反并联,第二开关管V2和第二二极管VD2反并联,第三开关管V3和第三二极管VD3反并联,第四开关管V4和第四二极管VD4反并联,第五开关管V5和第五二极管VD5反并联,第六开关管V6和第六二极管VD6反并联,反并联的两个元件平行但是导通方向相反,第一二极管VD1、第三二极管VD3、第五二极管VD5的阴极并联在一起,第二二极管VD2、第四二极管VD4、第六二极管VD6的阳极并联在一起,第一二极管VD1的阳极和第四二极管VD4的阴极在节点A相连,第三二极管VD3的阳极和第六二极管VD6在节点B相连,第五二极管VD5的阳极和第二二极管VD2的阴极在节点C相连,电网的三相电压ea、eb、ec分别串联一个等值的电感L连接到PWM整流器的三相桥臂中点A、B、C,直流电容Cd连结在第五二极管VD5的阴极和第二二极管VD2的阳极之间,直流电容Cd的电压为vdc,与第五二极管VD5的阴极相连的一端为正,与第二二极管VD2的阳极相连的一端为负,负载电阻RL和直流电容Cd并联。开关管指的是可以控制开通也可以控制关断的电力电子器件,包括MOSFET、IGBT等。
步骤S1中,所述三相电流ia、ib、ic的正方向规定为从电网侧流向直流电容Cd侧。
步骤S3或S4中,所述空间电压矢量指令值V*=Ur(cos(ωt)+jsin(ωt)),Ur是一个电压常数,j是复数单位,ω是电网电压角频率,单位为弧度每秒,t为时间,单位为秒。
所述步骤S2具体为:定义复平面上逆时针顺序大于等于0弧度小于π/3弧度扇区为第I扇区,大于等于π/3弧度小于2π/3弧度扇区为第II扇区,大于等于2π/3弧度小于π弧度扇区为第III扇区,大于等于π弧度小于4π/3弧度扇区 为第IV扇区,大于等于4π/3小于5π/3扇区为第V扇区,大于等于5π/3弧度小于2π扇区定义为第VI扇区,根据空间电压矢量指令值V*=Ur(cos(ωt)+jsin(ωt))中的ωt的数值确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区,当ωt≥2π时,令ωt的数值减去2π弧度。
步骤S3中,所述基本矢量是指由PWM整流器三相桥臂中点A、B、C点电压Va、Vb、Vc按照矢量合成公式确定的7个不同的基本矢量vdc为直流电容Cd上的电压,PWM整流器每个桥臂的一对开关管同一时刻只有一个可以导通。
第一开关管V1导通时记为1开关状态,第一开关管V1关断时记为0开关状态,第三开关管V3导通时记为1开关状态,第一开关管V3关断时记为0开关状态,第五开关管V5导通时记为1开关状态,第五开关管V5关断时记为0开关状态,用三个有顺序的数字表示某一时刻PWM整流器的开关状态,则开关状态000作用时按照矢量合成公式合成的矢量为V0、开关状态111作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V7,矢量V0和矢量V7重合于同一个基本矢量0,开关状态001作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V1,矢量V1与基本矢量重合,开关状态010作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V2,矢量V2与基本矢量重合,开关状态011作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V3,矢量V3与基本矢量重合,开关状态100作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V4,矢量V4与基本矢量重合,开关状态101作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V5,矢量V5与基本矢量重合,开关状态110作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V6,矢量V6与基本矢量重合。
步骤S3中,所述用不同的基本矢量合成空间电压矢量指令值V*是指:
当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej0×t4+23vdce/3×t6,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t4-t6,Ts为采样周期,t4为基本矢量作用的时间,t6为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第II扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdce/3×t6+23vdcej2π/3×t2,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t2-t6,Ts为采样周期,t2为基本矢量作用的时间,t6为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej2π/3×t2+23vdce×t3,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t2-t3,Ts为采样周期,t2为基本矢量作用的时间,t3为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第IV扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdce×t3+23vdcej4π/3×t1,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t1-t3,Ts为采样周期,t3为基本矢量作用的时间,t1为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej4π/3×t1+23vdcej5π/3×t5,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t1-t5,Ts为采样周期,t1为基本矢量作用的时间,t5为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第VI扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej5π/3×t5+23vdcej0×t4,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t4-t5,Ts为采样周期,t4为基本矢量作用的时间,t5为基本矢量作用的时间。
所述的步骤S4具体为:由于本发明中的PWM整流器工作于单位功率因数状态,三相电感电流与三相电网电压同相位,因此三相电感电流分别为
ia=Imcos(ωt)、ib=Imcos(ωt-2π/3)、ic=Imcos(ωt+2π/3),
其中Im为电感电流幅值;
当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区和第II扇区时,c相电感电流最小,关断第五开关管V5和第二开关管V2不控制;
当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区时,作用的开关状态序列为00x-10x-11x-10x-00x,作用的时间序列为0.5t0-0.5t4-t6-0.5t4-0.5t0;
当空间电压矢量指令值V*位于第II扇区时,作用的开关状态序列为00x-01x-11x-01x-00x,作用的时间序列为0.5t0-0.5t2-t6-0.5t2-0.5t0,x表示第五开关管V5和第二开关管V2关断,由于二极管的单向导通特性,关断第五开关管V5和第二开关管V2相当于第二开关管V2一直保持开通;
当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区和第IV扇区时,a相电感电流最小,关断第一开关管V1和第四开关管V4;
当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区时,作用的开关状态序列为x00-x10-x11-x10-x00,作用的时间序列为0.5t0-0.5t2-t3-0.5t2-0.5t0;
当空间电压矢量指令值V*位于第IV扇区时,作用的开关状态序列为x00-x01-x11-x01-x00,作用的时间序列为0.5t0-0.5t1-t3-0.5t1-0.5t0,x表示第一开关管V1和第四开关管V4关断,由于二极管的单向导通特性,关断第一开关管V1和第四开关管V4相当于第四开关管V4一直保持开通;
当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区和第VI扇区时,b相电感电流最小,关断第三开关管V3和第六开关管V6;
当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区时,作用的开关状态序列为0x0-0x1-1x1-0x1-0x0,作用的时间序列为0.5t0-0.5t1-t5-0.5t1-0.5t0;
当空间电压矢量指令值V*位于第VI扇区时,作用的开关状态序列为0x0-1x0-1x1-1x0-0x0,作用的时间序列为0.5t0-0.5t4-t5-0.5t4-0.5t0,x表示第三开关管V3和第六开关管V6关断,由于二极管的单向导通特性,关断第三开关管V3和第六开关管V6相当于第六开关管V6一直保持开通。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
本发明通过关断三相两电平电压源型PWM整流器电感电流最小的一相的开关管,对电感电流较大的其余两相的开关管进行控制,有效地减少了单个采样周期内开关管开通和关断的次数,降低了PWM整流器的开关损耗,提高了PWM整流器的效率,可以使PWM整流器工作在更高的采样频率,有利于实现PWM整流器的高频化、轻量化。
附图说明
图1是PWM整流器电路拓扑;
图2是基本矢量在复平面上的分布图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方 式不限于此。
图1是PWM整流器电路拓扑图,第一开关管V1和第一二极管VD1反并联,第二开关管V2和第二二极管VD2反并联,第三开关管V3和第三二极管VD3反并联,第四开关管V4和第四二极管VD4反并联,第五开关管V5和第五二极管VD5反并联,第六开关管V6和第六二极管VD6反并联,反并联的两个元件平行但是导通方向相反,第一二极管VD1、第三二极管VD3、第五二极管VD5的阴极并联在一起,第二二极管VD2、第四二极管VD4、第六二极管VD6的阳极并联在一起,第一二极管VD1的阳极和第四二极管VD4的阴极在节点A相连,第三二极管VD3的阳极和第六二极管VD6在节点B相连,第五二极管VD5的阳极和第二二极管VD2的阴极在节点C相连,电网的三相电压ea、eb、ec分别串联一个等值的电感L连接到PWM整流器的三相桥臂中点A、B、C,直流电容Cd连结在第五二极管VD5的阴极和第二二极管VD2的阳极之间,直流电容Cd的电压为vdc,与第五二极管VD5的阴极相连的一端为正,与第二二极管VD2的阳极相连的一端为负,负载电阻RL和直流电容Cd并联,开关管指的是可以控制开通也可以控制关断的电力电子器件,包括MOSFET、IGBT等,0代表零电位。
图2是基本矢量在复平面上的分布图,PWM整流器三相桥臂中点A、B、C点电压Va、Vb、Vc按照矢量合成公式确定的7个不同的基本矢量vdc为直流电容Cd上的电压,PWM整流器每个桥臂的一对开关管同一时刻只有一个可以导通,本发明中规定第一开关管V1导通时记为1开关状态,第一开关管V1关断时记为0开关状态,第三开关管V3导通时记为1开关状态,第一开关管V3关断时记为0开关状态,第五开关管V5导通时记为1开关状态,第五开关管V5关断时记为0开关状态,用三个有顺序的数字表示某一时刻PWM整流器的开 关状态,则开关状态000作用时按照矢量合成公式合成的矢量为V0、开关状态111作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V7,矢量V0和矢量V7重合于同一个基本矢量0,开关状态001作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V1,矢量V1与基本矢量重合,开关状态010作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V2,矢量V2与基本矢量重合,开关状态011作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V3,矢量V3与基本矢量重合,开关状态100作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V4,矢量V4与基本矢量重合,开关状态101作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V5,矢量V5与基本矢量重合,开关状态110作用时按照矢量合成公式合成的的矢量为V6,矢量V6与基本矢量重合,Re代表实轴,Im代表虚轴。
一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,具体实施步骤如下:
第一步,采样PWM整流器的a、b、c三相电流ia、ib、ic,比较三相电流ia、ib、ic的大小,确定最小电流;
第二步,根据空间电压矢量指令值V*确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区,空间电压矢量指令值V*=Ur(cos(ωt)+jsin(ωt)),Ur是一个电压常数,j是复数单位,ω是电网电压角频率,单位为弧度每秒,t为时间,单位为秒定义复平面上逆时针顺序大于等于0弧度小于π/3弧度扇区为第I扇区,大于等于π/3弧度小于2π/3弧度扇区为第II扇区,大于等于2π/3弧度小于π弧度扇区为第III扇区,大于等于π弧度小于4π/3弧度扇区为第IV扇区,大于等于4π/3小于5π/3扇区为第V扇区,大于等于5π/3弧度小于2π扇区定义为第VI扇区,根据空间电压矢量指令值V*=Ur(cos(ωt)+jsin(ωt))中的ωt的数值确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区,当ωt≥2π时,令ωt的数值减去2π弧度。
第三步,根据空间电压矢量指令值V*在复平面上的扇区不同用不同的基本 矢量合成空间电压矢量指令值V*:
当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej0×t4+23vdce/3×t6,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t4-t6,Ts为采样周期,t4为基本矢量作用的时间,t6为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第II扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdce/3×t6+23vdcej2π/3×t2,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t2-t6,Ts为采样周期,t2为基本矢量作用的时间,t6为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej2π/3×t2+23vdce×t3,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t2-t3,Ts为采样周期,t2为基本矢量作用的时间,t3为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第IV扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdce×t3+23vdcej4π/3×t1,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t1-t3,Ts为采样周期,t3为基本矢量作用的时间,t1为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej4π/3×t1+23vdcej5π/3×t5,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t1-t5,Ts为采样周期,t1为基本矢量作用的时间,t5为基本矢量作用的时间;
当空间电压矢量指令值V*位于第VI扇区时,采用基本矢量和基本矢量等效合成空间电压矢量指令值V*,满足的关系为
V*Ts=23vdcej5π/3×t5+23vdcej0×t4,]]>
矢量V0作用时间为t0=Ts-t4-t5,Ts为采样周期,t4为基本矢量作用的时间,t5为基本矢量作用的时间;
第四步,确定开关管的动作,对PWM整流器电感电流最大的一相不进行控制:当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区和第II扇区时,c相电感电流最小,关断第五开关管V5和第二开关管V2不控制;
当空间电压矢量指令值V*位于第I扇区时,作用的开关状态序列为00x-10x-11x-10x-00x,作用的时间序列为0.5t0-0.5t4-t6-0.5t4-0.5t0;
当空间电压矢量指令值V*位于第II扇区时,作用的开关状态序列为00x-01x-11x-01x-00x,作用的时间序列为0.5t0-0.5t2-t6-0.5t2-0.5t0,x表示第五开关管V5和第二开关管V2关断,由于二极管的单向导通特性,关断第五开关管V5和第二开关管V2相当于第二开关管V2一直保持开通;
当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区和第IV扇区时,a相电感电流最小,关断第一开关管V1和第四开关管V4;
当空间电压矢量指令值V*位于第III扇区时,作用的开关状态序列为x00-x10-x11-x10-x00,作用的时间序列为0.5t0-0.5t2-t3-0.5t2-0.5t0;
当空间电压矢量指令值V*位于第IV扇区时,作用的开关状态序列为x00-x01-x11-x01-x00,作用的时间序列为0.5t0-0.5t1-t3-0.5t1-0.5t0,x表示第一开 关管V1和第四开关管V4关断,由于二极管的单向导通特性,关断第一开关管V1和第四开关管V4相当于第四开关管V4一直保持开通;
当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区和第VI扇区时,b相电感电流最小,关断第三开关管V3和第六开关管V6;
当空间电压矢量指令值V*位于第V扇区时,作用的开关状态序列为0x0-0x1-1x1-0x1-0x0,作用的时间序列为0.5t0-0.5t1-t5-0.5t1-0.5t0;
当空间电压矢量指令值V*位于第VI扇区时,作用的开关状态序列为0x0-1x0-1x1-1x0-0x0,作用的时间序列为0.5t0-0.5t4-t5-0.5t4-0.5t0,x表示第三开关管V3和第六开关管V6关断,由于二极管的单向导通特性,关断第三开关管V3和第六开关管V6相当于第六开关管V6一直保持开通。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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本发明公开了一种电感电流最小相不控的PWM整流器控制方法,包含以下步骤:采样PWM整流器的a、b、c三相电流ia、ib、ic,比较三相电流ia、ib、ic的大小,确定最小电流;根据空间电压矢量指令值V*确定空间电压矢量指令值V*在复平面上所处的扇区;根据空间电压矢量指令值V*在复平面上的扇区不同用不同的基本矢量合成空间电压矢量指令值V*;确定开关管的动作,对PWM整流器电感电流最小的一相不进行控制。

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