[发明专利]一种PWM整流器的控制系统及算法

说明书

本发明涉及一种电池充电的技术领域，本特别涉及一种PWM整流器的控制系统及算法，系统包括依次设置形成闭环的主电路模块、坐标转换模块、PWM整流器控制模块、坐标反变换模块，所述PWM整流器控制模块包括依次设置的电压滑模控制单元、电流内环PI控制器、非线性解耦模块。本发明的优点在于：本发明采用滑模控制以后系统可以更快进入稳定状态，且输出电压的超调量更小，响应速度更快，可以对PWM整流器的有效、快速及准确控制。

技术领域

本发明涉及一种电池充电的技术领域，特别涉及一种PWM整流器的控制系统及算法。

背景技术

目前三相电压型PWM整流器一般多采用双闭环PI控制算法，即电压外环PI控制和电流内环PI控制，通过电压外环实现对给定直流侧电压的快速跟踪，通过电流内环来对整流器的网侧电流有功分量和无功分量进行调节，使得网侧电压与电流相位相同，从而实现功率因数等于1。这种方式主要存在以下技术缺点：

1、PI算法具有典型的滞后特性，使得双闭环控制的动态响应性能较差，抗干扰能力不强。

2、当系统参数发生变化时，PI环节很难快速跟随系统响应。

发明内容

为了解决现有技术中的PWM整流器双闭环控制算法动态响应慢，抗干扰能力差的技术问题，本发明提供了一种PWM整流器的控制系统及算法，具体方案如下：

一种PWM整流器的控制系统，包括依次设置形成闭环的主电路模块、坐标转换模块、PWM整流器控制模块、坐标反变换模块，所述PWM整流器控制模块包括依次设置的电压滑模控制单元、电流内环PI控制器、非线性解耦模块。

具体地说，还包括与所述主电路模块对应输出端分别连接的波形显示模块、无功测量模块。

具体地说，所述主电路模块包括三相交流电压电流表；所述三相交流电压电流表输入三相交流电，输出分成交流侧和直流侧，交流侧的电压v_abc和电流i_abc输入到坐标变换模块，直流侧包括将交流电转换成直流电的整流单元，所述整流单元输出直流电压V_dc，所述直流电压V_dc为负载供电。

具体地说，坐标转换模块的四个输出端分别为实际交流侧电压电流的有功分量与无功分量e_q、e_d、i_q、i_d，其与输入到PMW整流器控制模块的对应输出端分别与PWM整流器控制模块的对应输入端口连接。

具体地说，所述电压V_dc输入PWM整流器控制模块后，与直流侧给定电压比较，比较的差值作为电压滑模控制单元的输入，其输出为交流侧电流有功分量的给定值交流侧电流无功部分的给定参考值所述与所述坐标转换模块的输出端i_q、i_d进行比较送给电流内环PI控制器，所述电流内环PI控制器的输出端与非线性解耦模块相连，其输出为d-q坐标系下的电压有功分量的基准值和电压无功分量的基准值所述电压v_abc还经过锁相环PLL后与PWM整流器控制模块的输出端分别与坐标反转换模块连接，PWM信号通过坐标反变换模块反变换得到abc坐标系下的控制信号，然后将输入到主电路模块中。

具体地说，所述坐标反变换模块包括依次设置的PARK反变换及CLARK反变换，PARK反变换将前面得到的d-q坐标系下的电压有功分量的基准值和电压无功分量的基准值变成α-β坐标系下的参数，CLARK反变换将α-β坐标系下的参数变成abc三相坐标系下的控制信号，最终得到实现对6个IGBT开关管的控制的PWM信号。