[发明专利]一种电压定向能量双向流动的整流控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种整流控制装置，尤其涉及一种电压定向能量双向流动的整 流控制装置。

背景技术

随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能不断提高，促进了电 力电子变流装置技术的迅速发展，出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各类变 流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变 流装置在国民经济各领域中被广泛应用。目前这些变流装置很大一部分需要整 流环节以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用二极管不可控整流电路或 晶闸管相控整流电路，对电网注入了大量谐波和无用功，给电网带来严重的“污 染”。治理这种电网“污染”最根本的措施就是使变流装置实现网侧电流正弦化 且运行于单位功率因数。这样作为电网主要“污染”源的整流器，首先受到了 关注，并开展了大量的研究工作。其主要思路就是将PWM技术引入整流器的控 制之中，使整流器网侧电流正弦化且可运行于单位功率因数，在此实现过程中， 主要核心控制系统必不可少。每次电机制动时，电机实际上是工作在发电状态， 导致母线直流电压上升，通常的做法是在直流母线上跨接释放电阻，使多余的 能量通过热量释放出去，这样势必会造成能源的浪费。

目前对整流器的控制，主流方式是采用DSP和MCU技术加软件的方式实现， 这种方法的优点是比较灵活，可以实现复杂的算法，但一款新的控制器的开发 周期比较长，而且功能越多占用CPU的资源也越多，使得系统整体性能下降； 另外，软件方式的通用性也存在问题，因为不同厂家的产品其指令系统也不同， 这就使得用户开发出的软件代码一般不能重用。因而急需一种基于电压定向能 量双向流动控制的装置，来实现具有电压定向、单位功率因数控制、能量双向 流动的控制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种电压定向能量双向流动的整流控 制装置。具体采用的技术手段如下：

一种电压定向能量双向流动的整流控制装置，其特征在于包括：

相位检测模块，用于检测电网电压的频率及相位，并向电流坐标变换模块 和电压坐标变换模块提供坐标变换所需的相位角度；

电压检测模块，用于接收来自电压传感器的直流母线电压值；

电流检测模块，用于接收来自电流传感器检测到的网侧三相电流值；

电流坐标变换模块，用于对电流检测模块传回的网侧三相电流值进行坐标 变换，从三相静止坐标系ABC转换到两相旋转坐标系d-q下的两相电流；

电压环数字PI调节器，用于对电压环比较器比较后的差值进行PI调节， 得到两相旋转坐标系d-q下的d轴电流给定值；

电流环比较器，用于将电流坐标变换模块变换后得到的两相旋转坐标系d-q 下两相电流信号同电压环数字PI调节器转换后的两相旋转坐标系d-q下的d轴 有功电流给定，q轴无功电流给0信号，进行差值运算；

电压环比较器，用于将电压检测模块接收到的电压值同直流母线电压给定 值进行差值运算；

电流环数字PI调节器，用于将电流环比较器比较后得到的差值进行PI调 节，得到两相旋转坐标系d-q下的两相电压；

计算调节模块，用于对电流环数字PI调节器转换后的两相旋转坐标系d-q 下的两相电压进行比例调节以得到所需比例下的两相旋转坐标系d-q下的两相 电压；

电压坐标变换模块，用于将计算调节模块传送过来的两相旋转坐标系d-q 下的两相电压经坐标旋转变换后得到两相静止坐标系αβ下的两相电压值给定 SVPWM控制指令；

SVPWM模块，用于根据电压坐标变换模块传送过来的用坐标旋转变换的方法 得到两相静止坐标系αβ下的两相电压指令，发出PWM控制信号；