本發(fā)明涉及無功補(bǔ)償設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種DSVG的控制方法。

背景技術(shù)：

DSVG既低壓有源無功補(bǔ)償?shù)挠布脚_(tái)采用三相四橋臂逆變器，就是在常規(guī)的三相逆變器上增加了一個(gè)第四橋臂，為不平衡負(fù)載增加了一個(gè)中性電流通路，增加了第四橋臂，也相當(dāng)于增加了一個(gè)自由度，使得三相四橋臂逆變電源可以產(chǎn)生3個(gè)獨(dú)立的電壓，從而有能力在不平衡和非線性負(fù)載時(shí)維持三相輸出電壓的對(duì)稱。

在三相四橋臂逆變器中，無論是在對(duì)稱負(fù)載，還是在不對(duì)稱負(fù)載情況下，輸出三相對(duì)稱正弦波電壓是關(guān)鍵。普通的開環(huán)控制在靜態(tài)條件下可以輸出比較好的電壓波形，但是在不對(duì)稱負(fù)載條件下，尤其是非線性負(fù)載，以及負(fù)載動(dòng)態(tài)變化情況下，開環(huán)控制很難得到很好的輸出電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處本發(fā)明提供一種DSVG的控制方法，本發(fā)明采用電壓電流雙環(huán)控制，直流母線電壓調(diào)節(jié)作為電壓外環(huán)，調(diào)節(jié)器輸出及負(fù)載電流作為電流內(nèi)環(huán)的給定，與DSVG電流反饋進(jìn)行比較，經(jīng)過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這樣加能快速跟蹤負(fù)載電流，同時(shí)保證直流母線電壓的穩(wěn)定輸出，并且對(duì)改善電流和電壓波形有很好的效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種DSVG的控制方法，包括將直流母線電壓調(diào)節(jié)作為電壓外環(huán)、將調(diào)節(jié)器輸出及負(fù)載電流作電流內(nèi)環(huán)，通過所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的給定與電流反饋進(jìn)行比較后經(jīng)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；具體步驟如下，

步驟一，通過采樣得到所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)；

步驟二，將所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出所述電壓外環(huán)的0軸分量、q軸無功分量、d軸有功分量以及所述電流內(nèi)環(huán)的0軸分量、q軸無功分量、d軸有功分量；

步驟三，將所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的0軸分量、q軸無功分量以及d軸有功分量通過PI調(diào)節(jié)器得出三軸的輸出信號(hào)U0_out、Uq_out以及Ud_out；

步驟四，將所述U0_out、所述Uq_out以及所述Ud_out輸入至Park逆變換矩陣得到作為3D SVPWM模塊的輸入量Uα、Uβ以及Uγ;

步驟五，通過3D SVPWM模塊得到PWM占空比，實(shí)現(xiàn)IGBT驅(qū)動(dòng)，從而控制DSVG系統(tǒng)發(fā)出感性無功或是容性無功，并對(duì)不平衡負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟一中所述電壓外環(huán)的輸入信號(hào)包括UnetA、UnetB以及UnetC，所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)中調(diào)節(jié)器部分輸入信號(hào)包括IsvgA、IsvgB以及IsvgC，所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)中負(fù)載電流部分輸入信號(hào)包括IloadA、IloadB以及IloadC；。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟二中將UnetA、UnetB以及UnetC分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出電壓外環(huán)的0軸輸出信號(hào)Unet_0、q軸輸出信號(hào)Unet_q以及d軸輸出信號(hào)Unet_d，將IsvgA、IsvgB以及IsvgC分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出電流內(nèi)環(huán)的0軸輸出信號(hào)Isvg_i0、q軸輸出信號(hào)Isvg_iq以及d軸輸出信號(hào)Isvg_id，將IloadA、IloadB以及IloadC分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出電流內(nèi)環(huán)的0軸輸出信號(hào)Iload_i0、q軸輸出信號(hào)Iload_iq以及d軸輸出信號(hào)Iload_id。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的U0_out為Isvg_i0與Iload_i0合成后通過PI調(diào)節(jié)器后與Unet_0合成得到；所述的Uq_out為Isvg_iq與Iload_iq合成后通過PI調(diào)節(jié)器后與Unet_q合成得到；所述的Ud_out為Isvg_id與Iload_id合成后通過PI調(diào)節(jié)器后與Unet_d合成得到。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的3D SVPWM模塊用空間內(nèi)有限的矢量去等效給定的空間旋轉(zhuǎn)矢量，投影到坐標(biāo)上的空間矢量成為時(shí)域信號(hào)，所述3D SVPWM模塊包括16個(gè)開關(guān)狀態(tài)矢量，16個(gè)所述開關(guān)狀態(tài)矢量中有14個(gè)非零空間矢量都存在于一個(gè)空間六棱柱內(nèi)，電壓矢量由基本的開關(guān)狀態(tài)矢量合成。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的3D SVPWM模塊的算法程序包括以下幾個(gè)流程，

流程一，判斷電壓矢量所處的扇區(qū)位置；

流程二，判斷電壓矢量所處的四面體位置；

流程三，計(jì)算三相四線電壓矢量作用時(shí)間；

流程四，得到的基本矢量作用時(shí)間輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通關(guān)斷。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，還包括同步判斷相位矯正，所述的同步判斷相位矯正中輸入信號(hào)為UnetA、UnetB以及UnetC。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的PI調(diào)節(jié)器的計(jì)算公式包括，

Udr=(Kip+kil/s)(Pd_ref - Udc_Out-Isvg_id) + ωL*Isvg_iq + Unet_d；

Uqr=(Kip+kil/s)(Iload_iq - Isvg_iq) - ωL*Isvg_id + Unet_q；

U0r = (Kip+kil/s)(Iload_i0 - Isvg_i0) + Unet_0 ；

其中，Udc_Out=(Kip+kil/s)（Udc_ref - Udc）。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明具有加能快速跟蹤負(fù)載電流，同時(shí)保證直流母線電壓的穩(wěn)定輸出，并且對(duì)改善電流和電壓波形有很好的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的控制框圖；

圖2為本發(fā)明的3D SVPWM的三維空間矢量坐標(biāo)系；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

1、一種DSVG的控制方法，其特征在于：包括將直流母線電壓調(diào)節(jié)作為電壓外環(huán)、將調(diào)節(jié)器輸出及負(fù)載電流作電流內(nèi)環(huán)，通過所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的給定與電流反饋進(jìn)行比較后經(jīng)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；具體步驟如下，

步驟一，通過采樣得到所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)，所述電壓外環(huán)的輸入信號(hào)包括UnetA、UnetB以及UnetC，所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)中調(diào)節(jié)器部分輸入信號(hào)包括IsvgA、IsvgB以及IsvgC，所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)中負(fù)載電流部分輸入信號(hào)包括IloadA、IloadB以及IloadC；

步驟二，將所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出所述電壓外環(huán)的0軸分量、q軸無功分量、d軸有功分量以及所述電流內(nèi)環(huán)的0軸分量、q軸無功分量、d軸有功分量，步驟二中將UnetA、UnetB以及UnetC分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出電壓外環(huán)的0軸輸出信號(hào)Unet_0、q軸輸出信號(hào)Unet_q以及d軸輸出信號(hào)Unet_d，將IsvgA、IsvgB以及IsvgC分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出電流內(nèi)環(huán)的0軸輸出信號(hào)Isvg_i0、q軸輸出信號(hào)Isvg_iq以及d軸輸出信號(hào)Isvg_id，將IloadA、IloadB以及IloadC分別輸入至Clark變換矩陣以及Park變換矩陣后分別得出電流內(nèi)環(huán)的0軸輸出信號(hào)Iload_i0、q軸輸出信號(hào)Iload_iq以及d軸輸出信號(hào)Iload_id；

步驟三，將所述電壓外環(huán)以及所述電流內(nèi)環(huán)的0軸分量、q軸無功分量以及d軸有功分量通過PI調(diào)節(jié)器得出三軸的輸出信號(hào)U0_out、Uq_out以及Ud_out；

步驟四，將所述U0_out、所述Uq_out以及所述Ud_out輸入至Park逆變換矩陣得到作為3D SVPWM模塊的輸入量Uα、Uβ以及Uγ;

步驟五，通過3D SVPWM模塊得到PWM占空比，實(shí)現(xiàn)IGBT驅(qū)動(dòng)，從而控制DSVG系統(tǒng)發(fā)出感性無功或是容性無功，并對(duì)不平衡負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。

其中，所述的U0_out為Isvg_i0與Iload_i0合成后通過PI調(diào)節(jié)器后與Unet_0合成得到；所述的Uq_out為Isvg_iq與Iload_iq合成后通過PI調(diào)節(jié)器后與Unet_q合成得到；所述的Ud_out為Isvg_id與Iload_id合成后通過PI調(diào)節(jié)器后與Unet_d合成得到。

其中計(jì)算模塊具體計(jì)算方法如下：

1）同步判斷/相位校正模塊

此模塊功能為在三相電壓信號(hào)受到干擾時(shí)，精確判斷出A相電壓同步過零觸發(fā)點(diǎn)。以此點(diǎn)作為系統(tǒng)同步相位。輸入為三相電壓信號(hào)，以三相電壓的各相同步過零點(diǎn)觸發(fā)狀態(tài)來判斷并確定A相電壓同步的真實(shí)信號(hào)，計(jì)算出系統(tǒng)同步角θ，并提供對(duì)θ的系統(tǒng)靜態(tài)誤差的校正。校正方式通過三角函數(shù)和差化積公式。

其中，為經(jīng)過判斷為真的A相電壓同步角、為校正角，為系統(tǒng)經(jīng)校正的A相電壓同步角。

2）Clark變換計(jì)算公式

3）Park變換及逆變換計(jì)算公式

αβγ/dq0:

dq0/αβγ:

4）PI調(diào)節(jié)器的計(jì)算公式包括，

Udr=(Kip+kil/s)(Pd_ref - Udc_Out-Isvg_id) + ωL*Isvg_iq + Unet_d；

Uqr=(Kip+kil/s)(Iload_iq - Isvg_iq) - ωL*Isvg_id + Unet_q；

U0r = (Kip+kil/s)(Iload_i0 - Isvg_i0) + Unet_0 ；

其中，Udc_Out=(Kip+kil/s)（Udc_ref - Udc）。

控制模塊主要完成IGBT模塊的導(dǎo)通與關(guān)斷，本系統(tǒng)采用三維空間矢量調(diào)制來驅(qū)動(dòng)IGBT。最開始空間矢量調(diào)制的目的是使電機(jī)獲得圓形的旋轉(zhuǎn)磁鏈，目前已經(jīng)發(fā)展成了一種和PWM并行的脈寬調(diào)制技術(shù)。事實(shí)上，PWM是以時(shí)域面積等效原理為基礎(chǔ)的，而3D SVPWM是用空間內(nèi)有限的矢量去等效給定的空間旋轉(zhuǎn)矢量，投影到坐標(biāo)上的空間矢量即成為了時(shí)域信號(hào)。如圖2所示，在三維空間坐標(biāo)系中展現(xiàn)了全部的16個(gè)開關(guān)狀態(tài)矢量，16個(gè)開關(guān)狀態(tài)矢量中有14個(gè)非零空間矢量都存在于一個(gè)空間六棱柱內(nèi)。電壓矢量由基本的開關(guān)狀態(tài)矢量合成，不同位置選擇的開關(guān)狀態(tài)矢量不同，作用時(shí)間也不同。所述的3D SVPWM模塊的算法程序包括以下幾個(gè)流程，

流程一，判斷電壓矢量所處的扇區(qū)位置；

流程二，判斷電壓矢量所處的四面體位置；

流程三，計(jì)算三相四線電壓矢量作用時(shí)間；

流程四，得到的基本矢量作用時(shí)間輸出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通關(guān)斷。

還包括同步判斷相位矯正，所述的同步判斷相位矯正中輸入信號(hào)為UnetA、UnetB以及UnetC。

上面所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。