[发明专利]一种基于三相Vienna整流器的滑模比例谐振控制方法

说明书

一种基于三相Vienna整流器的滑模比例谐振控制方法，根据基尔霍夫定律及三相Vienna整流器的拓扑结构推导三相整流器电路方程；分别采集直流侧上下电容的电压Uc1和Uc2，交流侧电流ia,ib,ic以及电压Ua,Ub,Uc，将采集到的直流侧上下电容电压Uc1、Uc2相加得到总电压Udc，并将Udc与直流侧电压参考值Udcref的差值通过滑模控制器得到电流参考值idref，带入iqref＝0，再经过2s/2r变换得到iα和iβ，将交流侧电流经过3s/2r变换得到电流实际值iαref和iβref，然后将iαref和iα、iβref和iβ作差再通过比例谐振控制得到usα和usβ，通过电压Ua,Ub,Uc得到锁相环的角度θ；将usα，usβ以及直流侧电压udc，交流侧电流ia,ib,ic以及中点电压信号一起导入到控制器中，最终得到Vienna整流器开关通断信号。本发明提高Vienna整流器鲁棒性和动态性能，提高Vienna整流器反应速度，减小直流侧电压波动，同时具有更好的抗负载扰动能力。

技术领域

本发明属于Vienna整流器领域，特别是一种基于三相Vienna整流器的滑模比例谐振控制方法。

背景技术

Vienna整流器是一种优秀的三电平整流器，与传统三电平PWM整流器相比，具有节省开关器件数量，开关器件承受电压为输出电压一半，降低器件应力，无需设置驱动死区时间，控制算法相对简单等优点，使得其成为了如今整流器的一个热点研究方向，并且Vienna整流器能更好的治理电网谐波污染、改善电能质量，降低电网中谐波含量、提高功率因素。在实际应用中，Vienna整流器双闭环普遍采用PI控制策略，但是PI控制难以实现交流信号无静差跟踪，且动态响应速度较慢，不能快速使得直流侧电压稳定，对负载抗干扰能力也较差。为了提高系统性能，对Vienna整流器控制策略的研究变得越来越有必要。

目前，Vienna整流器常采用传统电流电压双闭环的PI控制策略。虽然该策略可以使得电流的的调节变得相对简单，但是系统需要增加PI调节器参数整定和控制系统设计复杂性。并且对Vienna整流器而言，采用常规双PI控制，系统动态性相对来说很差，电压超调量与快速性和准确性之间的矛盾也较为突出，很难达到理想控制效果。滑模变结构控制是目前解决非线性问题的方法之一，近些年有一些文献将其应用到了三相整流器的电压外环控制策略之中；同时近些年也提出了一种PR控制器，与传统PI控制器相比，其最大特点是在基波频率处增益很大，目前也有不少文章将PR控制策略应用到三相整流器电流内环之中。

发明内容