的输出端和网 侧电流信号处理电路的输出端连接DSP控制系统，直流电压采样模块的输入端连接三相 VIENNA整流电路的输出端，直流电压采样电路的输出端连接DSP控制系统，DSP控制系统的 输出端通过驱动模块与VIENNA整流电路建立连接。
2. 根据权利要求1所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器，其特征在于：所述基 于60 °坐标系的三相VIENNA整流器包括过流保护电路，所述过流保护电路包括电压比较 器和钳位二极管电路，电压比较器的反相输入端与网侧电流信号处理电路的输出端建立连 接，电压比较器的输出端经钳位二极管电路的中点与DSP控制系统建立连接。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器，其特征 在于：所述三相VIENNA整流电路包括三个结构相同的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，第 一桥臂包括功率管、第一续流二极管、第二续流二极管、第一钳位电路和第二钳位电路，第 一钳位电路包括串联的第一开关二极管和第二开关二极管，第二钳位电路包括串联的第三 开关二极管和第四开关二极管，所述功率管的集电极连接第一续流二极管的正极，功率管 的发射极连接第二续流二极管的负极，第一钳位电路的一端和第二钳位电路的一端接在第 一续流二极管与功率管的集电极之间，第一钳位电路另一端和第二钳位电路的另一端接在 功率管的源极与第二续流二极管与之间。
4. 根据权利要求1或权利要求2所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器，其特征 在于：所述网侧电压信号处理电路包括变压器、RC滤波电路、比较器、二极管和反相整形电 路，变压器的输出端通过RC滤波电路连接比较器的同相输入端，比较器的输出端通过二极 管连接反相整形电路，反相整形电路的输出端为网侧电压信号处理电路的输出端。
5. 根据权利要求1或权利要求2所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器，其特征 在于：所述网侧电流信号处理电路包括电流霍尔传感器、采样电阻、电压跟随电路、反相加 法电路和反相比例电路，所述电流霍尔传感器的输出端电压跟随电路，电压跟随电路的输 出端连接反相加法电路的输入端，反相加法电路的输出端连接反相比例电路的输入端，反 相比例电路的输出端为网侧电流信号处理电路的输出端，采样电阻的一端连接在电流霍尔 传感器与电压跟随电路的输入端，另一端接地。
6. 根据权利要求5所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器，其特征在于：所述反相 加法电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻的一端与电压跟随器 的输出端连接，第一电阻的另一端连接运算放大器的反相输入端，第二电阻的一端连接运 算放大器的反相输入端，另一端为电源输入端，第三电阻并接在运算放大器的反相输入端 与输出端之间，所述第一电阻的阻值=第二电阻的阻值=第三电阻的阻值。
7. 根据权利要求1或权利要求2所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器，其特征 在于：所述驱动模块包括三个结构相同驱动电路，所述驱动电路包括光耦和反压电路，光耦 的输出端连接反压电路的输入端，反压电路的输出端与三相VIENNA整流电路的功率管建 立连接，光耦的输入端为驱动模块的输入端，反压电路的输出端为驱动模块的输出端。
8. 基于权利要求1所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器的控制方法，其特征在 于：包括以下步骤： 步骤一，对DSP控制系统进行初始化，开始捕获中断程序，具体为：设置触发条件，通过 网侧电压信号处理电路将正弦电网电压信号换位方波脉冲信号并送至DSP控制系统的中 断捕获端，将两次送入中断DSP控制系统的的信号作差得到系统的电网频率，当电网频率 符合触发条件时，进入中断程序流程； 步骤二，进行中断程序，具体包括：首先判断系统是否处于故障状态，当系统出现故障 时，记录下故障类型，并关闭PWM模块，同时切断系统主电路，当系统无故障时，进入A/D采 样子程序，读取A/D采样结果，通过谐波检测算法计算得到补偿电流指令信号，运用基于 60 °坐标系的SVPWM调制实现电流跟踪控制，得出DSP控制系统的比较寄存器中的比较值， 最后利用DSP控制系统事件管理器输出PWM脉冲驱动VIENNA整流电路中的功率管。
9. 根据权利要求8所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器的控制方法，其特征在 于：包括利用滞环控制法调节正负小矢量的作用时间，实现中点电压的平衡控制，具体为： 设定滞环宽度，通过检测直流分压电容电压差判断电容电压调节方向，当电压差值大于系 统设定的滞环宽度时，调整正负小矢量的作用时间，从而使分压电容电压趋于平衡，设调节 因子为f，T tl为调节前的负小矢量作用时间，调节后的负小矢量作用时间Tp为：
将调整后的作用时间进行重新分配，进而使电压矢量作用时间改变。
10. 根据权利要求8所述基于60°坐标系的三相VIENNA整流器的控制方法，其特征在 于：所述60°坐标系SVPWM调制过程包括以下步骤： 步骤1，利用前馈解耦的电压电流双闭环控制策略，得到电压矢量在dq坐标系下的分 量，经过Park反变换得到g-h坐标系； 步骤2，根据g-h坐标系建立空间矢量关系图，给定一个参考电压空间矢量UMf，将电压 空间矢量坐标向上或向下取整得到参考电压空间矢量1^的4个基本矢量Vu^VdPVui^PV dd, 具体为：
其中，VUD，Vdu*别为第一基本矢量和第二基本矢量V uu和V DD为第三基本矢量，V a为参 考矢量在h轴的投影；Ig为参考矢量在g轴的投影；Ylh参考矢量在h轴的投影向下取整； Ym参考矢量在g轴的投影向下取整；^参考矢量在h轴的投影向上取整；t参考矢量在 g轴的投影向上取整； 步骤3,判断参考电压空间矢量所在的大扇形区域和小扇形区域，利用步骤二得到的基 本矢量，通过伏秒平衡原理得到矢量作用时间！\、1~2和T 3，表达式为：
当第三基本矢量为为Vuu时得到：
当第三基本矢量为Vdd时得到：
其中，Ts:系统采样周期；V Mfh:为参考矢量在h轴的投影；V Mfg:为参考矢量在g轴的投 影； 步骤4,设开关矢量所对应的所有开关状态为：
式中，g、h为合成参考矢量的基本电压矢量坐标值，通过在合理的范围内选择k值，得 出三电平变换器的三相开关状态。
【专利摘要】基于60°坐标系的三相VIENNA整流器及控制方法，它涉及一种三电平VIENNA整流器及其控制方法。本发明的目的是为了解决现有技术的电网功率因数低，网侧谐波成分高，系统稳定性差的问题。本发明包括电感组、主电路、DSP控制系统、驱动模块、网侧电压信号处理电路、网侧电流信号处理电路、直流电压采样模块和负载，电感组包括第一电感、第二电感和第三电感，主电路包括三相VIENNA整流电路，电网分别通过第一电感、第二电感和第三电感与三相VIENNA整流电路的输入端建立连接，三相VIENNA整流电路的输出端与负载建立连接。本发明的装置和方法改善了电网的功率因数，提高系统响应速度，增强系统的稳定性。
【IPC分类】H02M7-219, H02J3-01, H02H7-125
【公开号】CN104836466
【申请号】CN201510282366
【发明人】高晗璎, 郭威, 林勺博, 刘端增, 李伟力
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月28日