一种三相降压型整流器分相区时变控制方法与流程

本申请属于电力电子变换器技术设计领域，具体涉及一种三相降压型整流器分相区时变控制方法。

背景技术：

三相降压型整流器是一类具备功率因数校正功能的三相ac-dc变换器，其控制策略主要采用电流型空间矢量调制算法，根据输入电压电流波形对相区加以判断，然后在每个相区内控制相应的开关管高频工作来实现ac-dc整流等功能，一般将输入电压一个周期内分成多个相区，通过计算相角和开关矢量时间来选通相应的开关管进行pwm工作，当输入电压平衡时，每个相区的时长是均等的，通过采样电路和锁相环电路(算法)可以计算得到电源工作周期值，然后利用该周期值计算出开关矢量时间和开关管工作占空比，但是如果输入电压出现非理想状况，比如存在畸变、不平衡、相移或者有少量直流分量时，每个相区时长就会出现较大偏差且都不相同，见图1，相区时长从一个相区到另一个相区变化时并没有明显的规律性，由此造成了输入电流畸变，输出电压不稳等问题。

鉴于现有技术的上述缺陷提出本申请。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种三相降压型整流器分相区时变控制方法，以于克服或减轻现有技术至少一方面的缺陷。

本申请的技术方案是：

一种三相降压型整流器分相区时变控制方法，包括以下步骤：

步骤一、将电源的工作周期划分为u个相区，初始化正弦表，设置正弦表数组sin[i]，(i＝1,2,3,…,n)，其中，n为相区的开关次数，开关在相区内有n个点；

步骤二、三相电压采样，并判断当前时刻所处的相区，确认当前相区号x(x＝1,2,3,…,u)；

步骤三、当前时刻所处的相区号和上一个时刻相区号进行比较，以判断该相区是否发生跳变；若是，执行步骤四；若否，执行步骤五。

步骤四、获取当前时刻的i值；进行pll锁相；得到上一个相区的开关周期值，更新该开关周期值；将i置零，执行步骤三；

步骤五、查表找到相应的正弦表数组算sin[i]和sin[n-i]；根据公式计算得到开关矢量时间；将i的数值加1，重新判断该相区是否发生跳变。

根据本申请的至少一个实施例，u＝6。

根据本申请的至少一个实施例，其中，

fo为给定电源工作频率；

fs为给定电源开关频率。

根据本申请的至少一个实施例，步骤三中根据公式计算得到开关矢量时间，具体为：

t1＝m·sin[n-i]·ts；

t2＝m·sin[i]·ts；其中，

t1、t2为开关矢量时间，占空比时长；

m为调制比；

ts为开关周期。

根据本申请的至少一个实施例，m<0.866。

根据本申请的至少一个实施例，步骤四中进行pll锁相，具体为：

若i<n/6,则减小该相区开关的周期，若i>n/6,则增大该相区开关的周期，直至i＝n/6,保持该相区的开关周期不变。

根据本申请的至少一个实施例,若x＝1时，则上一个相区开关周期值为t(x+5)，若x>1时，则上一个相区开关周期值为t(x-1)。

附图说明

图1是本申请实施例提供的输入不对称时空间矢量相区划分示意图；

图2是本申请实施例提供的三相降压整流器的拓扑结构示意图；

图3是本申请实施例提供的三相降压型整流器分相区时变控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

一种三相降压型整流器分相区时变控制方法，包括以下步骤：

步骤一、将电源的工作周期划分为u个相区，初始化正弦表等变量，设置正弦表数组sin[i]，(i＝1,2,3,…,n)，其中，n为相区的开关次数，开关在相区内有n个点；

步骤二、三相电压采样，并判断当前时刻所处的相区，确定该时刻的相区号x(x＝1,2,3,…,u)；

步骤三、当前时刻所处的相区号和上一个时刻相区号进行比较，以判断该相区是否发生跳变；若是，执行步骤四；若否，执行步骤五；

步骤四、得到当前时刻的i值；进行pll锁相；得到上一个相区的开关周期值，更新该开关周期值；最后将i置零，执行步骤三；

步骤五、查表找到相应的正弦表数组算sin[i]和sin[n-i]，并根据公式计算得到开关矢量时间，将i的数值加1，执行步骤三重新判断该相区是否发生跳变。

根据本申请的至少一个实施例，u＝6。

根据本申请的至少一个实施例，其中，

fo为给定电源工作频率；

fs为给定电源开关频率。

根据本申请的至少一个实施例，步骤三中根据公式计算得到开关矢量时间，具体为：

t1＝m·sin[n-i]·ts；

t2＝m·sin[i]·ts；其中，

t1、t2为开关矢量时间，占空比时长；

m为调制比；

ts为开关周期。

根据本申请的至少一个实施例，m<0.866。

根据本申请的至少一个实施例，步骤四中进行pll锁相，具体为：

若i<n/6,则减小该相区开关的周期，若i>n/6,则增大该相区开关的周期，直至i＝n/6,保持该相区的开关周期不变。

根据本申请的至少一个实施例,若x＝1时，则上一个相区开关周期值为t(x+5)，若x>1时，则上一个相区开关周期值为t(x-1)。

对于以上实施例公开的三相降压型整流器分相区时变控制方法，本领域技术人员应该有以下理解：

其通过固定步长和查表法计算sin值，sin表的长度最短为一个电源工作周期开关次数的六分之一，使相应的程序更加简单，无需实时计算正弦值，可有效有效地提高整个系统的运行效率，从而进一步提高电源工作的开关频率；

其通过对每个相区的开关周期值进行微调，保证了在每个相区内都能完整地进行相同数量的开关次数计算，一方面避免了电流波形产生相移，另一方面使电流波形更接近正弦，同时避免了过零点畸变。

其对每个相区采用了六个独立的开关周期值t1，t2，t3，t4，t5，t6，这六个开关周期值之间相互独立，没有必然的联系，针对每个相区都独立进行采样、锁相并得到该相区的开关周期值，并在下一个工作周期的该相区内单独使用该开关周期值，能够有效抑制输入电压不平衡时带来的影响；

当输入电压出现非理想状况时，比如发生畸变、相移、不平衡和有少量直流分量等情况，就会出现每个相区时长发生变化，而通过分相区进行时长采样计算、调整、锁相就能够使得开关矢量时间t1和t2完美得跟踪相区时间图1，使得整流器输入电流波形大大改善。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。