本發(fā)明涉及整流器控制，特別是涉及一種考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提到了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、在vienna整流器中，dc側(cè)輸出電壓穩(wěn)定性和ac側(cè)電流質(zhì)量是兩個(gè)重要的性能指標(biāo)，它們的優(yōu)先性取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)要求。vienna整流器一般后端是dc/dc變換器或是直接連接直流負(fù)載，因此dc側(cè)輸出電壓的穩(wěn)定性至關(guān)重要。特別是對(duì)于電動(dòng)汽車充電器，需要實(shí)現(xiàn)cv充電功能，電壓的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能和可靠性降低。ac側(cè)高電流質(zhì)量能夠降低電網(wǎng)的諧波，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。權(quán)衡之下，對(duì)于高功率的工業(yè)應(yīng)用，需要優(yōu)先關(guān)注電能質(zhì)量以減少諧波影響。而對(duì)于輕載和需要高可靠性的應(yīng)用，dc側(cè)電壓在全負(fù)載范圍內(nèi)的穩(wěn)定性應(yīng)該得到重視。

3、然而，值得注意的是，vienna整流器是一種單向能量傳輸轉(zhuǎn)換器，當(dāng)其工作在空載或輕載條件時(shí)，直流側(cè)的能量無處傳導(dǎo)，容易導(dǎo)致直流側(cè)過壓或不可控，這會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在輕載時(shí)電壓控制困難，主要原因如下：

4、(1)輕載時(shí)，輸出功率較低，低占空比導(dǎo)致控制精度下降，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓控制。(2)整流器進(jìn)入不連續(xù)導(dǎo)通模式(dcm)，電感電流失控，控制難度增加。(3)損耗占比增大，容易導(dǎo)致電壓波動(dòng)。(4)電感值和開關(guān)頻率會(huì)影響輕載性能。

5、當(dāng)電感值較小或開關(guān)頻率較低時(shí)，電感電流更易衰減到零。因此，應(yīng)采取相應(yīng)措施抑制輸出電壓的波動(dòng)，避免系統(tǒng)過壓保護(hù)。

6、目前對(duì)于vienna整流器的研究大多集中在諧波電流抑制和控制策略改進(jìn)方面，對(duì)于輕載條件下電壓控制方法的介紹并不多見。為了改善vienna整流器的空載運(yùn)行性能，有研究提出了基于輸出電壓滯環(huán)的間歇控制方式，該方法利用滯環(huán)控制來判斷是否觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器，從而將輸出電壓限制在滯環(huán)范圍內(nèi)。但無論是對(duì)直流電壓還是電壓環(huán)輸出進(jìn)行滯環(huán)控制，直流電壓均含有明顯的紋波。由于引入了滯環(huán)比較器，電壓環(huán)路控制器的參數(shù)較為敏感，系統(tǒng)的魯棒性差。

7、此外，還有研究在輕載下采用基于dcm占空比的精確解析解前饋控制。這種方法不需要電流測(cè)量或?qū)嶋H反饋控制回路，因?yàn)檎伎毡鹊那梆佊?jì)算是基于實(shí)際電流參考幅值。但占空比計(jì)算公式較為復(fù)雜，不利于數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)。而且在切換到輕載時(shí)，dc側(cè)電壓存在明顯的過沖。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，基于調(diào)制指數(shù)進(jìn)行輕載、空載狀態(tài)下的整流器控制，簡化控制流程，提升整流器控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法；

3、一種考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法，包括：

4、獲取整流器的直流側(cè)電流值和直流側(cè)電壓值，并與預(yù)設(shè)的輕載負(fù)載電流臨界值和直流側(cè)電壓參考值相比較；

5、若所述直流側(cè)電流值小于所述輕載負(fù)載電流臨界值且所述直流側(cè)電壓值大于所述直流側(cè)電壓參考值，執(zhí)行非正常運(yùn)行控制策略；否則，執(zhí)行正常模式控制策略；

6、其中，所述非正常運(yùn)行策略采用比例控制和直流側(cè)電壓前饋控制調(diào)節(jié)電壓參考值，以調(diào)節(jié)整流器的三相占空比，確定整流器的工作模式。

7、在一些實(shí)施方式中，所述采用比例控制和直流側(cè)電壓前饋控制調(diào)節(jié)電壓參考值的幅值具體為：通過比例控制器對(duì)所述直流側(cè)電壓參考值和所述直流側(cè)電壓值進(jìn)行處理，并將其輸出與所述直流側(cè)電壓值相加，獲取d軸電壓參考值。

8、在一些實(shí)施方式中，根據(jù)電壓參考值，調(diào)節(jié)整流器的三相占空比，確定整流器的工作模式具體包括：

9、以d軸電壓參考值為整流器的三相電壓參考值，并與直流側(cè)電壓值結(jié)合，確定整流器的調(diào)制指數(shù)；

10、根據(jù)整流器的調(diào)制指數(shù)，確定各相開關(guān)的占空比；

11、根據(jù)調(diào)制指數(shù)和各相開關(guān)的占空比，確定各相開關(guān)的工作模式。

12、在一些實(shí)施方式中，所述各相開關(guān)的占空比表示為：

13、

14、式中，dx表示各相開關(guān)的占空比，ux_ref表示各相電壓參考值，ud_ref表示d軸電壓參考值，ωtx表示各相開關(guān)的相位。

15、在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)調(diào)制指數(shù)和各相開關(guān)的占空比，確定三相開關(guān)的工作模式具體包括：

16、當(dāng)調(diào)制指數(shù)小于1且各相開關(guān)的占空比大于0時(shí)，各相開關(guān)工作于pwm模式；

17、當(dāng)調(diào)制指數(shù)大于1且占空比在三相電壓峰值處為0時(shí)，各相開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)；

18、當(dāng)占空比在各相電壓過零點(diǎn)處大于0時(shí)，各相開關(guān)工作于pwm模式。

19、在一些實(shí)施方式中，整流器的非正常運(yùn)行狀態(tài)包括輕載和空載。

20、第二方面，本發(fā)明提供了一種考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制系統(tǒng)；

21、一種考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制系統(tǒng)，包括：

22、狀態(tài)檢測(cè)模塊，被配置為：獲取整流器的直流側(cè)電流值和直流側(cè)電壓值，并與預(yù)設(shè)的輕載負(fù)載電流臨界值和直流側(cè)電壓參考值相比較；

23、控制模塊，被配置為：若所述直流側(cè)電流值小于所述輕載負(fù)載電流臨界值且所述直流側(cè)電壓值大于所述直流側(cè)電壓參考值，執(zhí)行非正常運(yùn)行控制策略；否則，執(zhí)行正常模式控制策略；

24、其中，所述非正常運(yùn)行策略采用比例控制和直流側(cè)電壓前饋控制調(diào)節(jié)電壓參考值，以調(diào)節(jié)整流器的三相占空比，確定整流器的工作模式。

25、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備；

26、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法的步驟。

27、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；

28、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法的步驟。

29、第五方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；

30、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述考慮非正常運(yùn)行模式的三相整流器控制方法的步驟。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

32、1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，對(duì)于正常運(yùn)行模式和輕載、空載運(yùn)行模式(非正常運(yùn)行模式)進(jìn)行判斷，進(jìn)而采用不同的控制策略進(jìn)行三相整流器的控制，進(jìn)而適用于三相整流器的不同工作狀態(tài)，提高控制方法的適應(yīng)性。

33、2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，針對(duì)vienna整流器在輕載下電壓不可控的問題，提出了一種實(shí)現(xiàn)簡單、穩(wěn)定性高的直接調(diào)制指數(shù)控制方法，對(duì)于輕載和空載狀態(tài)均適用；能夠有效抑制直流側(cè)電壓紋波，并且可以提供優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。

34、3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，能夠減少能量傳遞的路徑，簡化輕載時(shí)整流器的運(yùn)行原理和控制策略；且該策略在空載和正常狀態(tài)之間切換時(shí)，系統(tǒng)始終能夠保持穩(wěn)定，具有較好的魯棒性和穩(wěn)定性。