专利名称：一种三相电压矢量空间位置判断方法
技术领域：
本发明涉及一种电矢量的判断方法，尤其是一种三相电压矢量空间位置判断方法，属于供电技术领域。
背景技术：
三相电压型变换器之类的供电电路系统通常采用电压定向直接功率控制(VO-DPC)，一般采用直流电压外环、功率内环的控制结构，其原理如图I所示。其中，直流电压外环是将检测到的直流电压Udc与直流侧电压期望值Ud:的差值通过PI调节器后输出电流信号，该电流信号与检测到的直流电压的乘积即为有功功率期望值P'功率内环是在三相系统中，根据瞬时功率理论(《瞬时功率理论及其在电力调节中的应用》，(日)赤木泰文，(巴西)埃德森，(巴西)毛立赛著；徐政译，机械工业出版社，2009. 5，第三章瞬时功率理论)，由检测到的瞬时电压ua、ub、u。和瞬时电流ia、ib、i。，可以得到瞬时有功功率P、无功功率Q的估计值，其计算公式如下P = uaia+ubib+ucicQ — ~J= [(Wa - Ub )/c + (Ub ~ Uc )/a + (Uc - Ua ) j之后将获得的系统实际功率P、Q分别与参考功率P' Q*(为实现系统单位功率因数，一般取无功功率期望值Q* = O)进行比较，差值送入滞环比较器，输出开关信号Sp、Sq(l 增加有功/无功功率:减小有功/无功功率)。同时，将检测到的瞬时电压ua、ub, Uc经AD采样调理电路处理，然后判断三相电压矢量的空间位置，并将得到的电压空间矢量角Θ i与之前得到的sp、sq—起作为开关表的输入，以获得主电路全控电力电子器件的触发信号Sa、sb和S。。上述过程中，传统的三相电压矢量空间位置的判断方法是将检测到的三相电压信号ua、ub、u。进行3/2坐标变换，得到两相静止坐标下的电压信号Ua、μ e，然后利用反正切函数求出电压幅角Θ，以此确定三相电压矢量的空间位置，即扇区θη。具体步骤如下首先将ua、ub、Uc进行3/2坐标变换得到两相静止坐标下的电压信号ua、U0 :
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.2 2 Jl cJ然后根据Ua、U0求出电压幅角Θ β = arctan^-
Ua最后，根据电压幅角Θ确定三相电压矢量的空间位置。如图2所示，将电压空间矢量划分为12个扇区，根据电压幅角Θ确定三相电压矢量的空间位置。(参见图3)例如，0= arctan5 = 2O°说明电压空间矢量在θ2扇区内。扇区θη由下式确
Ua，定:
权利要求
1.一种三相电压矢量空间位置判断方法，其特征在于采集A、B、C三相供电线路中的两相电压ea、eb输入含CPU的判断电路后，按如下步骤进行三相电压矢量空间位置判断 第一步、判断实时采集的A相电压ea和B相电压eb是否大于等于零，如ea大于等于零，而eb小于零，则进行第二步；如ea、eb均大于等于零，则进行第五步；如ea小于零，而eb大于等于零，则进行第六步；如ea、eb均小于零，则进行第九步； 第二步、判断ea的绝对值是否大于等于eb的绝对值，如否进行第三步，如是则进行第四I K少； 第三步、判断％和eb绝对值之和是否大于等于相电压幅值的I. 5倍，如否则得出三相电压矢量处于
;如是则得出三相电压矢量处于[30° 60° ]，之后结束判断或返回第一步； 第四步、判断63和eb绝对值之和是否大于等于相电压幅值的I. 5倍，如是则得出三相电压矢量处于[60° 90° ]，如否则得出三相电压矢量处于[90° 120° ]，之后结束判断或返回第一步； 第五步、判断ea是否大于等于eb，如是则得出三相电压矢量处于[120° 150° ]，如否则得出三相电压矢量处于[150° 180° ]，之后结束判断或返回第一步； 第六步、判断ea的绝对值是否大于等于eb的绝对值，如否进行第七步，如是则进行第八I K少； 第七步、判断63和eb绝对值之和是否大于等于相电压幅值的I. 5倍，如否则得出三相电压矢量处于[180° 210° ];如是则得出三相电压矢量处于[210° 240° ]，之后结束判断或返回第一步； 第八步、判断63和eb绝对值之和是否大于等于相电压幅值的I. 5倍，如是则得出三相电压矢量处于[240° 270° ]，如否则得出三相电压矢量处于[270° 300° ]，之后结束判断或返回第一步； 第九步、判断ea是否大于等于eb，如否则得出三相电压矢量处于[300° 330° ]，如是则得出三相电压矢量处于[330° 360° ]，之后结束判断或返回第一步。
2.根据权利要求I所述的三相电压矢量空间位置判断方法，其特征在于所述判断电路输出三相电压矢量相位到主控CPU，所述三相供电线路的三相电压信号通过AD采样调理电路和信号同步电路输入主控CPU，所述主控CPU的输出端通过驱动电路接主电路中各全控电力电子器件的受控端，用以输出各全控电力电子器件的通断开关信号，控制供电线路的有功功率。
3.根据权利要求2所述的三相电压矢量空间位置判断方法，其特征在于所述信号同步电路采用同步三阶低通滤波器和过零比较器对三相电压互感器的三相电压输出信号进行滤波和同步处理，并产生方波同步信号发送给主控CPU。
全文摘要
本发明涉及一种三相电压矢量空间位置判断方法，属于供电技术领域。该方法通过采集A、B、C三相供电线路中的两相电压ea、eb输入含CPU的判断电路后，按实时采集的A相电压ea和B相电压eb之间的各种相互关系，分别得出三相电压矢量处于12个矢量分区之一，从而迅速获得三相电压矢量的空间位置。采用本发明避免了现有技术复杂的坐标变换和反正切运算，从而提高供电线路的响应速度和控制精度。
文档编号H02J3/00GK102969709SQ201210422069
公开日2013年3月13日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者李军, 陈晓菊, 黄晶晶, 王在福, 李祥, 陈晓妍 申请人:李军