一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法技术

技术编号:15180187 阅读:123 留言:0更新日期:2017-04-16 07:07
一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,采样一周期内的三相电压信号以及三相电流信号,将所述三相电压信号以及所述三相电流信号作为第一级输入量通过CLARK变换以及PARK变换后得出第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma,然后将所述第二级输入量通过以下步骤得出驱动三相四桥臂上开关器件的PWM输出信号,本发明专利技术具有三相四桥臂能顺利工作,对系统无功快速准确补偿,系统稳定性更好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无功补偿控制
,尤其涉及一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法
技术介绍
低压有源无功补偿(DSVG)控制器采用IGBT作为开关元件,将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上,适当的调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流,实现动态无功功率补偿。该装置调节速度快,运行范围宽,采用合适的开关频率可大大减少补偿电流中的谐波含量,能有效改善用电负荷的功率因数,具有显著的节能效果。但是DSVG当采用三相四桥臂的控制结构的时候就会遇到一个问题,三相四桥臂在低压状态下容易出现三相不平衡的情况,这种情况对最终补偿结构会造成很大的影响,而现有的控制技术均是针对高压状态下进行补偿的情况,所以需要设计一种针对低压状态的专门的控制方法来解决这个问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处本专利技术提供一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,该方法用空间内有限的矢量去等效给定的空间旋转矢量,投影到坐标上的空间矢量即成为了时域信号。本专利技术的技术方案是提供一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,采样一周期内的三相电压信号以及三相电流信号,将所述三相电压信号以及所述三相电流信号作为第一级输入量通过CLARK变换以及PARK变换后得出第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma,然后将所述第二级输入量通过以下步骤得出驱动三相四桥臂上开关器件的PWM输出信号,步骤一,由三相四桥臂的每组桥臂的工作状态确定开关状态矢量,由得出的N个所述开关状态矢量构成SVPWM控制坐标系,将所述SVPWM坐标系按照所述开关状态矢量分层,每层等分为N个扇区,相邻层之间所述扇区构成控制用四面体,并且通过开关状态矢量的组合形式确定每个控制用四面体所对应的作用时间计算公式;步骤二,在所述SVPWM控制坐标系中设定初始扇区号;步骤三,由所述第二级输入量计算出电压矢量Va、Vb、Vc,并判断所述电压矢量所处的多个所述扇区共同构成的所述控制用四面体的位置,该位置处的所述控制用四面体记做目标四面体;步骤四,通过所述目标四面体所对应的所述作用时间计算公式得出所述电压矢量的作用时间,形成所述PWM输出信号。作为本专利技术的优选,步骤一中将每组所述桥臂的上桥臂导通下桥臂关断状态记做P,下桥臂导通上桥臂关断状态记做N,四组桥臂共组成16个所述开关状态矢量控,利用其中14个非零矢量共同构成六棱柱型所述所述SVPWM控制坐标系。作为本专利技术的优选,步骤二中设定的所述初始扇区号为sector=0。作为本专利技术的优选,步骤三中判断所述电压矢量所处的所述扇区的过程如下,B0=Ubeta;B1=0.8660254*Ualfa-0.5*Ubeta;B2=0-0.8660254*Ualfa-0.5*Ubeta;当B0>0.0则sector=1;当B0>0.0则sector=1;当B1>0.0则sector=sector+2;当B2>0.0则sector=sector+4。作为本专利技术的优选,步骤三中由所述第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma计算出所述电压矢量Va、Vb、Vc的过程如下,Va=Ualfa+Ugamma;Vb=0-0.5*Ualfa+0.8660254*Ubeta+Ugamma;Vc=0-0.5*Ualfa-0.8660254*Ubeta+Ugamma。作为本专利技术的优选,16个所述开关状态矢量控分别为NNNN、PPPP、PNNN、PPNN、PPPN、NPPP、NNPP、NNNP、NPNN、NNPN、PNPN、NPNP、PNPP、PPNP、PNNP、NPPN。作为本专利技术的优选,每层所述扇区均为6个,且相邻层所述扇区均一一对应,将所述SVPWM控制坐标系分为6个三棱柱型坐标系,分别为第一棱柱、第二棱柱、第三棱柱、第四棱柱、第五棱柱、第六棱柱,所述所述控制用四面体分别分布在该6个所述三棱柱型坐标系中。作为本专利技术的优选,所述第一棱柱中所述控制用四面体的坐标分别为(PNNNPPNNPPPN)、(PNNNPPNNPPNP)、(PNNNPNNPPPNP)、(NNNPPNNPPPNP);所述第二棱柱中所述控制用四面体的坐标分别为(NPNNPPNNPPPN)、(NPNNPPNNPPNP)、(NPNNNPNNNPNPPPNP)、(NNNPNPNPPPNP);所述第三棱柱中所述控制用四面体的坐标分别为(NPNNNPPNPPPN)、(NPNNNPPNNPPP)、(NPNNNPNPNPPP)、(NNNPNPNPNPPP);所述第四棱柱中所述控制用四面体的坐标分别为(NPPNNPPNPPPN)、(NNPNNPPNNPPP)、(NNPNNNPPNPPN)、(NNNPNNPPNPPP);所述第五棱柱中所述控制用四面体的坐标分别为(NNPNPNPNPPPN)、(NNPNPNPNPNPP)、(NNPNNNPPPNPP)、(NNNPNNPPPNPP);所述第六棱柱中所述控制用四面体的坐标分别为(PNNNPNPNPPPN)、(PNNNPNPNPNPP)、(PNNNPNNPPNPP)、(NNNPPNNPPNPP)。作为本专利技术的优选,所述的作用时间计算公式为,t0=1-t1-t2-t3;其中Mat为每个所述所述控制用四面体单独对应的矩阵参数。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术具有三相四桥臂能顺利工作,对系统无功快速准确补偿,系统稳定性更好的优点。附图说明图1为本专利技术实施例的SVPWM控制坐标系示意图;具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例采样一周期内的三相电压信号以及三相电流信号,将三相电压信号以及三相电流信号作为第一级输入量通过CLARK变换以及PARK变换后得出第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma,然后将第二级输入量通过以下步骤得出驱动三相四桥臂上开关器件的PWM输出信号,步骤一,由三相四桥臂的每组桥臂的工作状态确定开关状态矢量,由得出的N个开关状态矢量构成SVPWM控制坐标系,具体方法为将每组桥臂的上桥臂导通下桥臂关断状态记做P,下桥臂导通上桥臂关断状态记做N,四组桥臂共组成16个开关状态矢量控,利用其中14个非零矢量共同构成如图1所述的六棱柱型SVPWM控制坐标系。将SVPWM坐标系按照开关状态矢量分层,每层等分为N个扇区,相邻层之间扇区构成控制用四面体,并且通过开关状态矢量的组合形式确定每个控制用四面体所对应的作用时间计算公式。步骤二,在SVPWM控制坐标系中设定初始扇区号sector=0。步骤三,由第二级输入量计算出电压矢量Va、Vb、Vc,由第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma计算出电压矢量Va、Vb、Vc的过程如下,Va=Ualfa+Ugamma;Vb=0-0.5*Ualfa+0.8660254*Ubeta+Ugamma;Vc=0-0.5*Ualfa-0.8660254*Ubeta+Ugamma。判断电压矢量所处的多个扇区共同构成的控制用四面体的位置,该位置处的控制用四面体记做目标四面体,判断电压矢量所处的扇区的过程如下,B0=Ubeta;B1=0.8660254*Ualfa-0.5*Ubeta;B2=0-0.8660254*Ualfa-0.5*Ube本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,其特征在于:采样一周期内的三相电压信号以及三相电流信号,将所述三相电压信号以及所述三相电流信号作为第一级输入量通过CLARK变换以及PARK变换后得出第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma,然后将所述第二级输入量通过以下步骤得出驱动三相四桥臂上开关器件的PWM输出信号,步骤一,由三相四桥臂的每组桥臂的工作状态确定开关状态矢量,由得出的N个所述开关状态矢量构成SVPWM控制坐标系,将所述SVPWM坐标系按照所述开关状态矢量分层,每层等分为N个扇区,相邻层之间所述扇区构成控制用四面体,并且通过开关状态矢量的组合形式确定每个控制用四面体所对应的作用时间计算公式;步骤二,在所述SVPWM控制坐标系中设定初始扇区号;步骤三,由所述第二级输入量计算出电压矢量Va、Vb、Vc,并判断所述电压矢量所处的多个所述扇区共同构成的所述控制用四面体的位置,该位置处的所述控制用四面体记做目标四面体;步骤四,通过所述目标四面体所对应的所述作用时间计算公式得出所述电压矢量的作用时间,形成所述PWM输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,其特征在于:采样一周期内的三相电压信号以及三相电流信号,将所述三相电压信号以及所述三相电流信号作为第一级输入量通过CLARK变换以及PARK变换后得出第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma,然后将所述第二级输入量通过以下步骤得出驱动三相四桥臂上开关器件的PWM输出信号,步骤一,由三相四桥臂的每组桥臂的工作状态确定开关状态矢量,由得出的N个所述开关状态矢量构成SVPWM控制坐标系,将所述SVPWM坐标系按照所述开关状态矢量分层,每层等分为N个扇区,相邻层之间所述扇区构成控制用四面体,并且通过开关状态矢量的组合形式确定每个控制用四面体所对应的作用时间计算公式;步骤二,在所述SVPWM控制坐标系中设定初始扇区号;步骤三,由所述第二级输入量计算出电压矢量Va、Vb、Vc,并判断所述电压矢量所处的多个所述扇区共同构成的所述控制用四面体的位置,该位置处的所述控制用四面体记做目标四面体;步骤四,通过所述目标四面体所对应的所述作用时间计算公式得出所述电压矢量的作用时间,形成所述PWM输出信号。2.根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,其特征在于:步骤一中将每组所述桥臂的上桥臂导通下桥臂关断状态记做P,下桥臂导通上桥臂关断状态记做N,四组桥臂共组成16个所述开关状态矢量控,利用其中14个非零矢量共同构成六棱柱型所述所述SVPWM控制坐标系。3.根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,其特征在于:步骤二中设定的所述初始扇区号为sector=0。4.根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,其特征在于:步骤三中判断所述电压矢量所处的所述扇区的过程如下,B0=Ubeta;B1=0.8660254*Ualfa-0.5*Ubeta;B2=0-0.8660254*Ualfa-0.5*Ubeta;当B0>0.0则sector=1;当B0>0.0则sector=1;当B1>0.0则sector=sector+2;当B2>0.0则sector=sector+4。5.根据权利要求1所述的一种适用于无功补偿的三相四桥臂的pwm控制方法,其特征在于:步骤三中由所述第二级输入量Ualfa、Ubeta、Ugamma计算出所述电压矢量Va、Vb、Vc的过程如下,Va=...

【专利技术属性】
技术研发人员:王珏周莉詹棋智宋泽宇钱飞黄伟刘勇
申请(专利权)人:国船电气武汉有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

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