[发明专利]单向三相星接可控整流器输入电流过零畸变的抑制方法

说明书

本发明提供了一种基于调制波补偿的单向三相星接可控整流器输入电流过零畸变的抑制方法，属于电力电子技术、新能源发电与智能电网研究领域。具体包括以下步骤：首先由电压电流双闭环控制得到三相调制波电压，然后计算得出每一时刻中三相调制波电压的最大值及最小值，将最大值与最小值相加，作为补偿的调制波电压，叠加到原三相调制波电压上，生成新的三相调制波电压，与三角载波交截，最终得到PWM波驱动开关管。与现有方法相比，本发明中补偿的调制波电压可以实时获取，计算量小，可靠性高，只要电压环和电流环的控制器稳定，就能通过实时调节调制波电压来消除或抑制输入电流过零畸变，在一定范围内实现滞后、超前和单位功率因数运行。

技术领域

本发明属于电力电子技术、新能源发电与智能电网研究领域，特别涉及能量单向流动的三相星接可控整流器输入电流过零畸变的消除或抑制。

背景技术

在相当多的实际工业应用中，电能并不需要在两个方向传输，如风机，泵类电动机节能调速控制电源、通信电源、电力合闸电源、电动汽车充电电源等。因此，近年来能量单方向流动的可控整流器在电力电子技术领域受到广泛关注。与能量双向流动的可控变流器相比较，能量单向流动的整流器可以使用较少的全控型器件，具有相对简单的控制电路，较高的系统稳定性，以及较低的生产成本，展现出了明显的应用优势。其中，能量单向流动的三相可控整流器因可以以高功率密度和高效率在大功率应用领域使用，因而受到了更多的关注，其应用和控制技术在近几十年得到了长足的发展。

但是，在诸多能量单向流动的可控整流器中，如三相星接无桥整流器、三相VIENNA整流器及所有星接级联型三相可控整流器拓扑，由于输入侧电感的存在，使得在某些时段要求输入电流的给定与产生这一给定电流所需要的交流侧相对于电源中性点间的电压的极性必须相反，然而由于单向流动的可控整流器的电路特性，输入电流的给定与产生这一给定电流所需要的交流侧相对于电源中性点间的电压的极性必须相同，从而产生了不可控区域，因而能量单向流动的可控整流器的输入电流会在输入电流过零点附近发生畸变，但是当电感电流滞后电源电压某一个合适的角度(该角度取决于电感值以及负载电流大小)时，输入电流才能够以正弦波形运行，因此当能量单向流动的可控整流器以滞后功率因数(滞后角度不等于上述合适的角度)、超前功率因数或单位功率因数运行时，电流在过零点附近都会产生畸变，因此造成的电网谐波污染，系统稳定性下降和运行效率降低等问题都严重制约了能量单向流动的可控整流器的发展和在更大范围的应用，且电流畸变问题在能量单向流动的三相可控整流器中尤为突出，因为每一相电流的过零畸变都会使另外两相电流也同时产生对应的畸变，因而成倍的扩大了电流畸变的危害。因此，提出一种能够有效解决能量单向流动的三相可控整流器电流过零畸变问题，且能在实际的应用场合方便使用的控制策略具有重要意义。

本发明的目的是提供一种计算量小，可靠性高，可以在滞后、超前、单位功率因数下抑制或消除三相输入电流过零畸变的方法。

发明内容

为达到上述目的，本发明提供的一种基于调制波补偿的单向三相星接可控整流器输入电流过零畸变的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：