[发明专利]一种具有快速功率响应能力的定频直接功率PWM变换器控制方法

摘要

本发明公开了一种具有快速功率响应能力的定频直接功率PWM变换器控制方法，本方法将直接功率控制策略和空间矢量调制技术相结合，并且加入了具有快速功率响应能力的定频直接功率PWM变换器控制方法。这种控制方法是利用动态过程中的有功功率给定值和其实际值作差后的结果，与无功功率的给定值作运算，进而改变无功功率在动态过程中的大小，使有功功率在整流器两侧的传递速度大幅提高，有效地克服了有功功率过剩或不足时造成的直流电压过冲或跌落问题。并且此控制方法设计简单，无需增加额外硬件，易于工程实现。

主权项

1.一种具有快速功率响应能力的定频直接功率PWM变换器控制方法，其中，三相电压型PWM变换器包括检测电路，控制电路，驱动电路，电源电路，保护电路，直流侧电容，交流侧电感；三相电压型PWM变换器的桥臂由两个开关串联组成；检测电路的输出作为控制电路的输入，控制电路的输出作为驱动电路的输入，驱动电路产生六个驱动信号分别对应六个开关器件的控制极，三相电压型PWM变换器与直流侧稳压电容并联，其特征在于：所述的具有快速功率响应能力的定频直接功率PWM变换器控制方法包括以下步骤：（a）确定检测电路采样频率；（b）检测并采样三相电网电压、和，三相电网电流、和以及直流侧电压；（c）同步旋转坐标系d轴与三相静止坐标系a轴夹角θ计算：利用锁相环技术，对三相电压进行锁相，并将电压矢量与d轴固定在同一方向上，均以电网同步角速度ω旋转，通过PI调节器得出位置角θ；（d）瞬时功率计算：首先对三相电网电压和三相电网电流进行clarke坐标变换 ，得到αβ坐标系下的电压分量和，以及负载电流分量和,然后利用下面的公式计算瞬时有功功率和瞬时无功功率；（e）直流侧电压的给定值与直流侧电容电压的差值经PI控制器后乘直流侧电容电压得到有功功率的给定值，即电压外环；（f）快速功率控制方法的功率内环设计,加入快速功率控制方法，一般情况下无功功率的给定值为0，即为单位功率因数控制，而在动态过程中，使无功功率大于0，具体实现由下面的公式给出：所以功率内环的为电压外环输出，为经过快速功率控制算法处理以后的数值；给定的有功功率和实际的有功功率作差后经过PI控制器，得到的结果与电网电压d轴分量和无功功率耦合相求和后，输出d轴控制电压；给定的无功功率和实际的无功功率作差后经过PI控制器，得到的结果与有功功率耦合项求和后，输出轴控制电压；（g）对控制电压，进行PARKE反变换，得到αβ坐标系下的控制电压分量和；（h）对和进行SVPWM调制，得到的脉冲序列信号用于控制电压型变流器三相整流桥的六个开关器件，实现了定频直接功率方法的快速功率控制。