降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法技术

本发明专利技术公开的降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法：1)每个PWM开关周期内都对1个且仅对1个开关进行开关控制，其余5个开关处于常通，常断或控制导通状态；降低了平均开关速率，整流器可以得到更高的转换效率；2)采用开环控制的方法，无需构成闭环调节系统，且不需考虑PWM信号的叠流时间，控制方法实现更为简单。3)三相网侧电流的THD＝4.64％。整流输出直流电压平均值保持为相电压峰值的1.57倍不变，与负载电流无关。本发明专利技术降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法较为简单且能有效提高PWM整流器的变换效率。

【技术实现步骤摘要】
降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法
本专利技术属于三相PWM整流
，具体涉及一种降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法。
技术介绍
在现有技术中，当三相电流型PWM整流器中的6个开关中保持有3个同时处于PWM开关状态下，就需要考虑驱动信号的“叠流时间”。若平均开关速率较高，就会使开关损耗较大，进而影响整流器的效率。由此可见，开发出一种能有效降低平均开关速率，进而降低开关损耗，提高转换效率的三相电流型PWM整流器控制方法非常有意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法，该方法简单且能有效提高PWM整流器的变换效率。本专利技术所采用的技术方案是，降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法，采用开环PWM控制方法，且不用考虑PWM信号的叠流时间；每个PWM开关周期内都对1个且仅对1个开关进行开关控制，其余5个开关分别处于常通、控制导通或者常断状态；具体按照以下步骤实施：步骤1、对三相网侧电压UA、UB和UC进行相位锁定，通过锁相得到与网侧电压相同步的t1～t12时间区间同步节拍，t1区间位于UA正半周过零后的开始30°电角度期间，t2～t12依次排列各占30°电角度；步骤2、经步骤1后，构造三角载波信号Ut，三角载波信号Ut的谷点值为0，峰点值为1，三角载波Ut的频率fc>>50Hz；步骤3、经步骤2后，构造M1～M6这6个调制信号；步骤4、待步骤3完成后，使6个调制信号M1～M6分别与步骤2中的三角载波信号Ut相比较，生成对应T1～T6的6个控制信号：当调制信号Mi大于三角载波信号时，对应的第i个控制信号为1，对应的Ti导通；反之，第i个控制信号为0，对应的Ti关断，i＝1～6。本专利技术的特点还在于：在步骤3中：T1～T6的调制信号分别对应记为M1～M6，M1～M6这6个调制信号是开环生成的，仅须与网侧电压保持同步关系；在t1时间区间内，M3＝0，T3保持关断；M1＝1，T1控制导通但其电流由T5的通断决定；将T5开关的调制信号记为M5，为一直线，在t1区间的起点为M5＝1，在t1时间区间的终点为M5＝0.5；即在t1区间的起点处电流Id全部流入T5，随后T5的电流线性减小，T1的电流线性增大，在t1区间的终点处Id平均分配给T5和T1；M4＝0，T4保持关断；M6＝1，T6保持导通；M2＝0，T2保持关断；在t2时间区间内，M3＝0，T3保持关断；M5＝1，T5控制导通但其电流由T1的通断决定；将T1开关的调制信号记为M1，为一直线，在t2区间的起点为M1＝0.5，在t2时间区间的终点为M1＝1；即在t2区间的起点处电流Id平均分配给T1和T5，随后T1的电流线性增大，T5的电流线性减小，在t2区间的终点处电流Id全部流入T1；M4＝0，T4保持关断；M6＝1，T6保持导通；M2＝0，T2保持关断；在t3时间区间内，M4＝0，T4保持关断；M2＝1，T2控制导通但其电流由T6的通断决定；将T6开关的调制信号记为M6，为一直线，在t3区间的起点为M6＝1，在t3时间区间的终点为M6＝0.5；即在t3区间的起点处电流Id全部流入T6，随后T6的电流线性减小，T2的电流线性增大，在t3区间的终点处Id平均分配给T6和T2；M1＝1，T1保持导通；M3＝0，T3保持关断；M5＝0，T5保持关断；在t4时间区间内，M4＝0，T4保持关断；M6＝1，T6控制导通但其电流由T2的通断决定；将T2开关的调制信号记为M2，为一直线，在t4区间的起点为M2＝0.5，在t4时间区间的终点为M2＝1；即在t4区间的起点处电流Id平均分配给T2和T6，随后T2的电流线性增大，T6的电流线性减小，在t4区间的终点处电流Id全部流入T2；M1＝1，T1保持导通；M3＝0，T3保持关断；M5＝0，T5保持关断；在t5时间区间内，M5＝0，T5保持关断；M3＝1，T3控制导通但其电流由T1的通断决定；将T1开关的调制信号记为M1，为一直线，在t5区间的起点为M1＝1，在t5时间区间的终点为M1＝0.5；即在t5区间的起点处电流Id全部流入T1，随后T1的电流线性减小，T3的电流线性增大，在t5区间的终点处Id平均分配给T1和T3；M4＝0，T4保持关断；M6＝0，T6保持关断；M2＝1，T2保持导通；在t6时间区间内，M5＝0，T5保持关断；M1＝1，T1控制导通但其电流由T3的通断决定；将T3开关的调制信号记为M3，为一直线，在t6区间的起点为M3＝0.5，在t6时间区间的终点为M3＝1；即在t6区间的起点处电流Id平均分配给T3和T1，随后T3的电流线性增大，T1的电流线性减小，在t6区间的终点处电流Id全部流入T3；M4＝0，T4保持关断；M6＝0，T6保持关断；M2＝1，T2保持导通；在t7时间区间内，M6＝0，T6保持关断；M4＝1，T4控制导通但其电流由T2的通断决定；将T2开关的调制信号记为M2，为一直线，在t7区间的起点为M2＝1，在t7时间区间的终点为M2＝0.5；即在t7区间的起点处电流Id全部流入T2，随后T2的电流线性减小，T4的电流线性增大，在t7区间的终点处Id平均分配给T2和T4；M1＝0，T1保持关断；M3＝1，T3保持导通；M5＝0，T5保持关断；在t8时间区间内，M6＝0，T6保持关断；M2＝1，T2控制导通但其电流由T4的通断决定；将T4开关的调制信号记为M4，为一直线，在t8区间的起点为M4＝0.5，在t8时间区间的终点为M4＝1；即在t8区间的起点处电流Id平均分配给T4和T2，随后T4的电流线性增大，T2的电流线性减小，在t8区间的终点处电流Id全部流入T4；M1＝0，T1保持关断；M3＝1，T3保持导通；M5＝0，T5保持关断；在t9时间区间内，M1＝0，T1保持关断；M5＝1，T5控制导通但其电流由T3的通断决定；将T3开关的调制信号记为M3，为一直线，在t9区间的起点为M3＝1，在t9时间区间的终点为M3＝0.5；即在t9区间的起点处电流Id全部流入T3，随后T3的电流线性减小，T5的电流线性增大，在t9区间的终点处Id平均分配给T3和T5；M4＝1，T4保持导通；M6＝0，T6保持关断；M2＝0，T2保持关断；在t10时间区间内，M1＝0，T1保持关断；M3＝1，T3控制导通但其电流由T5的通断决定；将T5开关的调制信号记为M5，为一直线，在t10区间的起点为M5＝0.5，在t10时间区间的终点为M5＝1；即在t10区间的起点处电流Id平均分配给T5和T3，随后T5的电流线性增大，T3的电流线性减小，在t10区间的终点处电流Id全部流入T5；M4＝1，T4保持导通；M6＝0，T6保持关断；M2＝0，T2保持关断；在t11时间区间内，M2＝0，T2保持关断；M6＝1，T6控制导通但其电流由T4的通断决定；将T4开关的调制信号记为M4，为一直线，在t11区间的起点为M4＝1，在t11时间区间的终点为M4＝0.5；即在t11区间的起点处电流Id全部流入T4，随后T4的电流线性减小，T6的电流线性增大，在t11区间的终点处Id平均分配给T4和T6；M1＝0，T1保持关断；M3＝0，T3保持关断；本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法，其特征在于，采用开环PWM控制方法，且不用考虑PWM信号的叠流时间；每个PWM开关周期内都对1个且仅对1个开关进行开关控制，其余5个开关分别处于常通、控制导通或者常断状态；具体按照以下步骤实施：步骤1、对三相网侧电压UA、UB和UC进行相位锁定，通过锁相得到与网侧电压相同步的t1～t12时间区间同步节拍，t1区间位于UA正半周过零后的开始30°电角度期间，t2～t12依次排列各占30°电角度；步骤2、经步骤1后，构造三角载波信号Ut，三角载波信号Ut的谷点值为0，峰点值为1，三角载波Ut的频率fc>>50Hz；步骤3、经步骤2后，构造M1～M6这6个调制信号；步骤4、待步骤3完成后，使6个调制信号M1～M6分别与步骤2中的三角载波信号Ut相比较，生成对应T1～T6的6个控制信号：当调制信号Mi大于三角载波信号时，对应的第i个控制信号为1，对应的Ti导通；反之，第i个控制信号为0，对应的Ti关断，i＝1～6。

【技术特征摘要】
1.降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法，其特征在于，采用开环PWM控制方法，且不用考虑PWM信号的叠流时间；每个PWM开关周期内都对1个且仅对1个开关进行开关控制，其余5个开关分别处于常通、控制导通或者常断状态；具体按照以下步骤实施：步骤1、对三相网侧电压UA、UB和UC进行相位锁定，通过锁相得到与网侧电压相同步的t1～t12时间区间同步节拍，t1区间位于UA正半周过零后的开始30°电角度期间，t2～t12依次排列各占30°电角度；步骤2、经步骤1后，构造三角载波信号Ut，三角载波信号Ut的谷点值为0，峰点值为1，三角载波Ut的频率fc>>50Hz；步骤3、经步骤2后，构造M1～M6这6个调制信号；步骤4、待步骤3完成后，使6个调制信号M1～M6分别与步骤2中的三角载波信号Ut相比较，生成对应T1～T6的6个控制信号：当调制信号Mi大于三角载波信号时，对应的第i个控制信号为1，对应的Ti导通；反之，第i个控制信号为0，对应的Ti关断，i＝1～6。2.根据权利要求1所述的降低平均开关速率的三相电流型PWM整流器控制方法，其特征在于，在所述步骤3中：T1～T6的调制信号分别对应记为M1～M6，M1～M6这6个调制信号是开环生成的，仅须与网侧电压保持同步关系；在t1时间区间内，M3＝0，T3保持关断；M1＝1，T1控制导通但其电流由T5的通断决定；将T5开关的调制信号记为M5，为一直线，在t1区间的起点为M5＝1，在t1时间区间的终点为M5＝0.5；即在t1区间的起点处电流Id全部流入T5，随后T5的电流线性减小，T1的电流线性增大，在t1区间的终点处Id平均分配给T5和T1；M4＝0，T4保持关断；M6＝1，T6保持导通；M2＝0，T2保持关断；在t2时间区间内，M3＝0，T3保持关断；M5＝1，T5控制导通但其电流由T1的通断决定；将T1开关的调制信号记为M1，为一直线，在t2区间的起点为M1＝0.5，在t2时间区间的终点为M1＝1；即在t2区间的起点处电流Id平均分配给T1和T5，随后T1的电流线性增大，T5的电流线性减小，在t2区间的终点处电流Id全部流入T1；M4＝0，T4保持关断；M6＝1，T6保持导通；M2＝0，T2保持关断；在t3时间区间内，M4＝0，T4保持关断；M2＝1，T2控制导通但其电流由T6的通断决定；将T6开关的调制信号记为M6，为一直线，在t3区间的起点为M6＝1，在t3时间区间的终点为M6＝0.5；即在t3区间的起点处电流Id全部流入T6，随后T6的电流线性减小，T2的电流线性增大，在t3区间的终点处Id平均分配给T6和T2；M1＝1，T1保持导通；M3＝0，T3保持关断；M5＝0，T5保持关断；在t4时间区间内，M4＝0，T4保持关断；M6＝1，T6控制导通但其电流由T2的通断决定；将T2开关的调制信号记为M2，为一直线，在t4区间的起点为M2＝0.5，在t4时间区间的终点为M2＝1；即在t4区间的起点处电流Id平均分配给T2和T6，随后T2的电流线性增大，T6的电流线性减小，在t4区间的终点处电流Id全部流入T2；M1＝1，T1保持导通；M3＝0，T3保持关断；M5＝0，T5保持关断；在t5时间区间内，M5＝0，T5保持关断；M3＝1，T3控制导通但其电流由T1的通断决定；将T1开关的调制信号记为M1，为一直线，在t5区间的起点为M1＝1，在t5时间区间的终点为M1＝0.5；即在t5区间的起点处电流Id全部流入T1，随后T1的电流线性减小，T3的电流线性增大，在t5区间的终点处Id平均分配给T1和T3；M4＝0，T4保持关断；M6＝0，T6保持关断；M2＝1，T2保持导通；在t6时间区间内，M5＝0，T5保持关断；M1＝1，T1控制导通但其电流由T3的通断决定；将T3开关的调制信号记为M3，为一直线，在t6区间的起点为M3＝0.5，在t6时间区间的终点为M3＝1；即在t6区间的起点处电流Id平均分配给T3和T1，随后T3的电流线性增大，T1的电流线性减小，在t6区间的终点处电流Id全部流入T3；M4＝0，T4保持关断；M6＝0，T6保持关断；M2＝1，T2保持导通；在t7时间区间内，M6＝0，T6保持关断；M4＝1，T4控制导通但其电流由T2的通断决定；将T2开关的调制信号记为M2，为一直线，在t7区间的起点为M2＝1，在t7时间区间的终点为M2＝0.5；即在t7区间的起点处电流Id全部流入T2，随后T2的电流线性减小，T4的电流线性增大，在t7区间的终点处Id平均分配给T2和T4；M1＝0，T1保持关断；M3＝1，T3保持导通；M5＝0，T5保持关断；在t8时间区间内，M6＝0，T6保持关断；M2＝1，T2控制导通但其电流由T4的通断决定；将T4开关的调制信号记为M4，为一直线，在t8区间的起点为M4＝0.5，在t8时间区间的终点为M4＝1；即在t8区间的起点处电流Id平均分配给T4和T2，随后T4的电流线性增大，T2的电流线性减小，在t8区间的终点处电流Id全部流入T4；M1＝0，T1保持关断；M3＝1，T3保持导通；M5＝0，T5保持关断；在t9时间区间内，M1＝0，T1保持关断；M5＝1，T5控制导通但其电流由T3的通断决定；将T3开关的调制信号记为M3，为一直线，在t9区间的起点为M3＝1，在t9时间区间的终点为M3＝0.5；即在t9区间的起点处电流Id全部流入T3，随后T3的电流线性减小，T5的电流线性增大，在t9区间的终点处Id平均分配给T3和T5；M4＝1，T4保持导通；M6＝0，T6保持关断；M2＝0，T2保持关断；在t10时间区间内，M1＝0，T1保持关断；M3＝1，T3控制导通但其电流由T5的通断决定；将T5开关的调制信号记为M5，为一直线，在t10区间的起点为M5＝0.5，在t10时间区间的终点为M5＝1；即在t10区间的起点处电流Id平均分配给T5和T3，随后T5的电流线性增大，T3的电流线性减小，在t10区间的终点处电流Id全部流入T5；M4＝1，T4保持导通；M6＝0，T6保持关断；M2＝0，T2保持关断；在t11时间区间内，M2＝0，T2保持关断；M6＝1，T6控制导通但其电流由T4的通断决定；将T4开关的调制信号记为M4，为一直线，在t11区间的起点为M4＝1，在t11时间区间的终点为M4＝0.5；即在t11区间的起点处电流Id全部流入T4，随后T4的电流线性减小，T6的电流线性增大，在t11区间的终点处Id平均分配给T4和T6；M1＝0，T1保持关断；M3＝0，T3保持关断；M5＝1，T5保持导通；在t12时间区间内，M2＝0，T2保持关断；M4＝1，T4控制导通但其电流由T6的通断决定；将T6开关的调制信号记为M6，为一直线，在t12区间的起点为M6＝0.5，在t12时间区间的终点为M6＝1；即在t12区间的起点处电流Id平均分配给T6和T4，随后T6的电流线性增大，T4的电流线性减小，在t12区间的终点处电流Id全部流入T6；M1＝0，T1保持关断；M3＝0，T3保持关断；M5＝1，T5保持导通；M1～M6这6个调制信号各有连续6个时间区间为>0，每个调制信号在其>0的连续6个时间区间内的第1、3、4、6这四个30°区间均为1；在第2个30°区间调制信号由0.5线性上升到1，分别对应该...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，朱磊，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61