[发明专利]一种电压源型PWM整流器启动冲击抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及PWM变流器领域，特别涉及一种电压源型PWM整流器启动冲击抑制方法。

背景技术

电压源型PWM整流器由于可控性高、功率因数高、谐波含量低、高效率等优点得到了广泛的应用。传统的PI控制器控制的电压源型PWM整流器启动过程中往往存在直流侧电压上升过高，交流侧三相电流上升过高的问题。过高的直流电压和过高的交流电流对于电力电子器件的要求更加严苛，因此会增加设备的成本。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种电压源型PWM整流器启动冲击抑制方法，本发明通过对电压源型PWM整流器期望输出直流电压与实际输出直流电压之差进行限幅，将限幅后的期望输出直流电压与实际输出直流电压之差作为电压外环PI控制器的输入，从而可以有效地减少电压源型PWM整流器启动过程中输出侧的直流电压冲击以及交流侧三相电流冲击，降低对电压源型PWM整流器器件的要求。

本发明通过下述方法实现上述目的。

一种中点电压源型PWM整流器启动冲击抑制方法，其包括如下步骤：第一步，对电压源型PWM整流器充电，使直流侧电容C电压达到设定值V₀；第二步，将电压源型PWM整流器的期望输出直流电压与实际输出的直流电压V_dc(t)求电压差对电压差限幅，限幅后的电压差作为电压外环PI控制器的输入；第三步，将电压外环PI控制器的输出、电网侧三相电压v_a、v_b、v_c和三相电流i_a、i_b、i_c作为前馈解耦模块的输入，计算前馈解耦模块的输出；第四步，将前馈解耦模块的输出转换为三相电压指令值；第五步，根据电压源型PWM整流器的三相电压指令值控制电压源型PWM整流器开关管的开通和关断。

进一步地，所述电压源型PWM整流器指的是三相半桥电压源型两电平PWM整流器，电网侧三相电压v_a、v_b、v_c分别串联一个电感L连接到A、B、C三相半桥的中点，A相半桥由第一开关管S1和第二开关管S2组成，第一开关管S1并联第一二极管D1，第二开关管S2并联第二二极管D2，B相半桥由第三开关管S3和第四开关管S4组成，第三开关管S3并联第三二极管D3，第四开关管S4并联第四二极管D4，C相半桥由第五开关管S5和第六开关管S6组成，第五开关管S5并联第五二极管D5，第六开关管S6并联第六二极管D6，六个开关管均是正极向下负极向上，三相半桥和直流输出的电容C并联。

进一步地，所述对电压差限幅是指：设定一个正常数e_max，当电压差时，令e(t)＝e_max，当电压差时，令e(t)＝-e_max，当-e_max≤e(t)≤e_max时，令正常数e_max为1-30之间的常数。

进一步地，所述电压外环PI控制器是指：t是时间，比例系数K_vp、积分系数K_vi的确定方法如下：在闭环系统中，保持积分系数K_vi为0按照步长0.1逐渐增大比例系数K_vp，当比例系数K_vp为K_pfinal时，直流电压V_dc(t)在设定时间t_max1内达到期望输出值的±5％范围内并且保持稳定，则确定积分系数K_vp＝0.8K_Pfinal，然后保持积分系数K_vp＝0.8K_Pfinal不变且按照步长0.1逐渐增大积分系数K_I直到在设定时间t_max1以后稳态误差得以消除，是电压外环PI控制器的输出。

进一步地，所述前馈解耦模块是指：