一種電壓源型pwm整流器啟動沖擊抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PWM變流器領(lǐng)域，特別涉及一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電壓源型PWM整流器由于可控性高、功率因數(shù)高、諧波含量低、高效率等優(yōu)點得到 了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的PI控制器控制的電壓源型PWM整流器啟動過程中往往存在直流側(cè) 電壓上升過高，交流側(cè)三相電流上升過高的問題。過高的直流電壓和過高的交流電流對于 電力電子器件的要求更加嚴苛，因此會增加設(shè)備的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出了一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊 抑制方法，本發(fā)明通過對電壓源型PWM整流器期望輸出直流電壓與實際輸出直流電壓之差 進行限幅，將限幅后的期望輸出直流電壓與實際輸出直流電壓之差作為電壓外環(huán)PI控制 器的輸入，從而可以有效地減少電壓源型PWM整流器啟動過程中輸出側(cè)的直流電壓沖擊以 及交流側(cè)三相電流沖擊，降低對電壓源型PWM整流器器件的要求。
[0004] 本發(fā)明通過下述方法實現(xiàn)上述目的。
[0005] -種中點電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其包括如下步驟：第一步，對電 壓源型PWM整流器充電，使直流側(cè)電容C電壓達到設(shè)定值Vm第二步，將電壓源型PWM整流 器的期望輸出直流電壓G與實際輸出的直流電壓Vdc;(t)求電壓差
【主權(quán)項】
1. 一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于包括如下步驟：第一步，對 電壓源型PWM整流器充電，使直流側(cè)電容（C)電壓達到設(shè)定值V tl;第二步，將電壓源型PWM 整流器的期望輸出直流電壓G與實際輸出的直流電壓Vd。⑴求電壓差KO = G L⑴， 對電壓差沖)=G 限幅，限幅后的電壓差KO = (〇作為電壓外環(huán)PI控制器的 輸入；第三步，將電壓外環(huán)PI控制器的輸出、電網(wǎng)側(cè)三相電壓va、vb、v。和三相電流i a、ib、ic 作為前饋解耦模塊的輸入，計算前饋解耦模塊的輸出；第四步，將前饋解耦模塊的輸出轉(zhuǎn)換 為三相電壓指令值；第五步，根據(jù)電壓源型PWM整流器的三相電壓指令值控制電壓源型PWM 整流器開關(guān)管的開通和關(guān)斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于， 所述電壓源型PWM整流器是三相半橋電壓源型兩電平PWM整流器，電網(wǎng)側(cè)三相電壓v a、vb、 v。分別各自串聯(lián)一個電感L后連接到A、B、C三相半橋的中點，A相半橋由第一開關(guān)管（SI) 和第二開關(guān)管（S2)組成，第一開關(guān)管（SI)并聯(lián)第一二極管（Dl)，第二開關(guān)管（S2)并聯(lián)第 二二極管（D2)，B相半橋由第三開關(guān)管（S3)和第四開關(guān)管（S4)組成，第三開關(guān)管（S3)并 聯(lián)第三二極管（D3)，第四開關(guān)管（S4)并聯(lián)第四二極管（D4)，C相半橋由第五開關(guān)管（S5) 和第六開關(guān)管（S6)組成，第五開關(guān)管（S5)并聯(lián)第五二極管（D5)，第六開關(guān)管（S6)并聯(lián)第 六二極管（D6)，六個開關(guān)管均是正極向下負極向上，三相半橋和直流輸出的電容即直流側(cè) 電容（C)并聯(lián)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特 征在于，所述對電壓差= 限幅是指：設(shè)定一個正常數(shù)e_，當電壓差 = G - 4(0 > ew時，令 e (t) = e max，當電壓差噸)=04(0 < -emax時，令 e ⑴ =-emax，當-emax彡e⑴彡e max時，令吵）=< U)，正常數(shù)emax為1-30之間的常數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于，所 述電壓外環(huán)PI控制器是：/_:= + 汾，t是時間，比例系數(shù)Kvp、積分系數(shù)K vi的 確定方法如下：在閉環(huán)系統(tǒng)中，保持積分系數(shù)Kvi為0按照步長0. 1逐漸增大比例系數(shù)K vp， 當比例系數(shù)Kvp為Kpfinal時，直流電壓V d。(t)在設(shè)定時間tmaxl內(nèi)達到期望輸出值G的±5% 范圍內(nèi)并且保持穩(wěn)定，則確定積分系數(shù)K vp= 0. 8KPfinal，然后保持積分系數(shù)Kvp= 0. 8KPfinalF 變且按照步長0. 1逐漸增大積分系數(shù)K1直到在設(shè)定時間tmaxl以后穩(wěn)態(tài)誤差得以消除，G是 電壓外環(huán)PI控制器的輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于，所 述前饋解耦模塊是： Vd = (i'd - ?,ι) + J11 (J,j - i,i^Lill + ed ^ = + + Vd、Vq為前饋解親模塊的輸出，L 是電感 值，KipIii常數(shù)確定方法為：在閉環(huán)系統(tǒng)中，保持積分系數(shù)Kii為0按照步長0. 1逐漸增大比 例系數(shù)Kip，當比例系數(shù)Kip為K_31時，電流i ,在設(shè)定時間tmax內(nèi)達到期望輸出值0的±5% 范圍內(nèi)并且保持穩(wěn)定，則確定積分系數(shù)Kip= 0. 8Kmnal，然后保持積分系數(shù)Kip= 0. 8Kmnalf 變且按照步長0. 1逐漸增大積分系數(shù)Kii直到在設(shè)定時間t max以后穩(wěn)態(tài)誤差得以消除， 2 e(j - ^[v{! cos((〇 l) + Vhc〇s(ri>I- In / 3) + y( cos(^ 1+ In / 3)] ^ eq = -~[ν(Ι?η(ω{) + v/,sin(^t- In/3) + vrsin(/^t-l· In/3)]? 三相電網(wǎng)電壓Sva=A cos(c〇t)、vb=A cos(c〇t_2Ji/3)、vc=A cos(c〇t+2Ji/3)， A為電網(wǎng)電壓幅值，ω為電網(wǎng)電壓角頻率，單位為弧度每秒，t表示時間， 2 id - -[/(, cos(^t) + ih cos(^t- 2π/ 3) + i，cos(^ t+ 2^· / 3)]? 3 2 /" = - 土[/"5?η(/.!η) + /?η((：；η-2；Γ/3) + /,.sin(wt+2；W3)]，π 為圓周率。 3
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于，所 述將前饋解耦模塊的輸出轉(zhuǎn)換為三相電壓指令值具體為：
Va、Vb、V。為電壓源型PWM整流器的三 相電壓指令值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于，所 述開關(guān)管指為MOSFET或IGBT。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，其特征在于，所 述第五步具體是采用空間電壓矢量脈沖寬度調(diào)制技術(shù)SVPWM控制電壓源型PWM整流器開關(guān) 管的開通和關(guān)斷。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電壓源型PWM整流器啟動沖擊抑制方法，所述控制方法通過對電壓源型PWM整流器期望輸出直流電壓與實際輸出直流電壓之差進行限幅，將限幅后的期望輸出直流電壓與實際輸出直流電壓之差作為電壓外環(huán)PI控制器的輸入，進而控制電壓源型PWM整流器，從而可以有效地減少電壓源型PWM整流器啟動過程中輸出側(cè)的直流電壓沖擊以及電網(wǎng)側(cè)三相電流沖擊，降低對電壓源型PWM整流器器件的要求。
【IPC分類】H02M1-36, H02M1-32
【公開號】CN104734481
【申請?zhí)枴緾N201510113015
【發(fā)明人】康龍云, 馮自成, 李臻
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月15日