一种电流跟踪控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及控制技术，特别是设及一种电流跟踪控制方法。
【背景技术】
[0002] 为适应社会需求与科技进步的发展，作为民用与工业领域中常见电气装置的整流 器也不断进行改进。近几年，国外学者提出了由不同类型整流器串或并联结合而成的混合 整流器，比如，=电平PWMboost整流器与单开关=相boost整流器通过串联或并联方式组 成=相=电平混合整流器；其中，=电平PWMboost整流器在=相=电平整流器中用于补 偿单开关S相boost整流器的电流波形，在交流网侧形成与电网电压同步的正弦电流。图 1是现有技术中S电平PWMboost整流器的电路组成结构示意图。如图1所示，S相电压 源U。、Ub、U。提供的各相总电流i。、ib、i。分别被分两支，第一支分电流为单开关；相boost 整流器输入电流，且分别为第二支分电流为S电平PWMboost整流器输入电流， 且分别为iy。、iyb、iy。。S电平PWMboost整流器各相输入电流iy。、iyb、iw分别经过对应电 感L。、Lb、L。后，一方面对应经过由整流二极管K1~K6组成=相整流桥的整流后通过正向 直流母线连接到直流侧正向电容C+的正极、通过负向直流母线连接到直流侧负向电容(：_的 负极；另一方面分别通过S相开关S。、Sb、S。后连接至中性点0。中性点0同时与正向电容 C+的负极、负向电容C_的正极连通。该里，当开关接通时取Si= 1，当开关关断时取Si= 0, i=a,b,C。根据图 1 可得到；Ui=Ldiw/化+Ui〇+u〇N;其中，U10= (1-Si)si即（iw)Udc/2、
【主权项】
1. 一种电流跟踪控制方法，对于包括三电平PWMboost整流器的混合整流器而言，其 特征在于，所述电流跟踪控制方法包括如下步骤： 步骤1、获取所述混合整流器的三相给定电流义与采集得到的三相输入实时电流1"的 偏差;其中，所述混合整流器三相输入的相序为a、b、c，Sa、Sb、S。为所述混合整流器三 相开关，三相给定电流/"与三相输入实时电流inffl对应；a、b、c均为参数，且n=a,b,c; 步骤2、按照由小到大的顺序，根据如下三相设定占空比:
对所述混合整流器三相输入的相序进行排序，得到排序结果为x、y、z，且重新排序后所 述混合整流器中的开关对应表示为Sx、Sy、Sz，重新排序后的所述混合整流器三相输入实时 电流对应表示为ix、iy、iz，重新排序后的三相给定电流对应表示为4、<、<，重新排序 后的三相占空比对应表示为Dx、Dy、Dz;其中，un为所述混合整流器三相输入电压，三相输入 电压un、三相设定占空比 <、所述三电平PWMboost整流器中的三相开关Snffl对应；L为 串接在所述混合整流器三相输入电压源与对应的三电平PWMboost整流器中三相整流桥之 间的电感；Ts为三相开关Sn的工作周期； 步骤3、根据所述混合整流器的电路结构，得到：
其中，Tx、Ty、1；分别为开*SX、开关Sy、开关Sz在工作周期1\内的导通时间；Uxdc =sign(ux) |Udc|、Uydc=sign(uy) |Udc|、Uzdc=sign(uz) |Udc| ;uox= -(1/3)Uxdc ?sign(ux)、u0y =_(l/3)Uydc ?sign(uy)、uoz= _(1/3)Uzdc ?sign(uz) ;uoxy=uox+uoy，uoxyz=uox+uoy+uoz;
步骤4、判别0〈Tx〈Ts/2、0〈Ty〈Ts/2或0〈Tz〈Ts/2是否成立：如果成立，则Tx、Ty、Tz均在脉 宽调制范围内，执行步骤6;如果不成立，则1；、1；或Tz在脉宽调制过调制范围内，执行步骤 5 ； 步骤5、对Tx、1；或Tz进行修正； 步骤6、获取开关Sx的占空比Dx= 2TX/Ts、开关Sy的占空比Dy= 2Ty/Ts、开关Sz的占 空比Dz= 2TZ/TS; 步骤7、对三相占空比Dx、Dy、Dz分别进行脉宽调制后，对应控制开关Sx、Sy、导通或 关断，实现电流跟踪。
2. 根据权利要求1所述的电流跟踪控制方法，其特征在于，步骤1中，所述三相给定电 流/"的获取方法包括如下步骤： 步骤11、采用锁相环获取所述混合整流器输入电压的基频《与三相相位 9、-2 31 /3+ 9、2 31 /3+ 9 ； 步骤12、对所述混合整流器输出直流电压Ud。进行比例积分调节，并将得到的调节值作 为三相给定电流幅值； 步骤 13、获取三相给定电流心,，分别为：sin(w/ + (9)、//; = / _sin(w/-2;r/：3 + <9)、 fc=fsin(ft^ + 2;r/3 +沒)；其中，t为时间变量。
3. 根据权利要求1所述的电流跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤5具体为： 当Tx〈0、0〈Ty〈Ts/2,且 0〈Tz〈Ts/2 时，则： 当Tx〈0,且Ty〈0、0〈Tz〈Ts/2 时，则：
Tx= 0,Ty= 0,Tz=[Uzdc+uoxyz-uoxy]_1 ? [AizL/2+(Uzdc+uoxyz-uz) ?Ts/2]； 当 0〈Tx〈Ts/2、0〈Ty〈Ts/2,且Tz>Ts/2 时，则：TZ=Ts/2，
当 0〈Tx〈Ts/2,且Ty>Ts/2、Tz>Ts/2 时，贝丨J:Ty=Ts/2,Tz=Ts/2， Tx= [Uzdc+uoxy]_1 ? [AixL/2+(Uxdc+uoxy-ux) ?Ts/2]； 当Tx〈0 或Tx>Ts/2,且Ty〈0 或Ty>Ts/2、Tz〈0 或Tz>Ts/2 时，贝lj: 1'!￡=0或1\=l、Ty=0 或Ty= 1、1\=0或1\=l〇
4. 根据权利要求1所述的电流跟踪控制方法，其特征在于，所述混合整流器三相开关 Sa、Sb、S。均为IGBT或M0SFET。
【专利摘要】本发明提供一种电流跟踪控制方法，对于包括三电平PWM boost整流器的混合整流器而言，该方法包括：获取三相给定电流，采集所述混合整流器三相输入实时电流；按照由小到大的顺序，根据三相设定占空比对所述混合整流器三相输入的相序进行排序；根据所述混合整流器的电路结构，获取三相开关在工作周期内的导通时间Tx、Ty、Tz；判别0<Tx<Ts/2、0<Ty<Ts/2或0<Tz<Ts/2是否成立；对Tx、Ty或Tz进行修正；获取三相开关占空比；对三相占空比分别进行脉宽调制后对应三相控制开关的导通或关断，实现电流跟踪。本发明具有功率因素较高、谐波畸变率较小等特点，可广泛应用于电流跟踪控制领域。
【IPC分类】H02M7-217
【公开号】CN104702133
【申请号】CN201510069397
【发明人】李萍, 王久和
【申请人】北京信息科技大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月10日