一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法技术

本发明专利技术公开了一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法。方法为：通过采样直流侧电压以及开关管的状态，得到网侧整流器输入交流电压量；采样得到电网输入电压并通过锁相环算得电压相位差；将得到的交流电压量和电压相位差变换得到dq坐标下的值；采样三相电网输入电流，并进行Clark变换，得到αβ坐标系下的电流分量，经求模运算得到电流矢量的模；交流电压量和电流矢量模分别经过LPF滤波后由除法器输出辨识到的电感值；将辨识得到的电感值代入畸变角的计算中，得出三相补偿电压，对畸变电流进行优化。本发明专利技术提高了Vienna整流器输入电流畸变角的计算精度，使得输入电流与参考电压同相，提高了Vienna整流器的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法
本专利技术涉及整流变换器
，特别是一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法。
技术介绍
随着工业技术的不断发展，电力电子变换装置得到了广泛的应用。为满足电网及用电设备对谐波标准的严格要求，研究具有低输入电流总畸变率(totalharmonicdistortion,THD)及高功率因数的三相脉宽调制整流器(pulsewidthmodulation,PWM)成为提高电能质量方面的一个热点。三相三电平整流器愈来愈多的被用于如高压直流输电、风力发电、不间断电源、通信电源等高压大容量场合。其中Vienna三电平整流器因具有低输入电流THD、开关器件少、可靠性高、效率高等优点而备受重视。目前，滤波器被大范围的应用于Vienna整流器中，可有效的减少输入电流中的高次谐波，使Vienna整流器能实现单位功率因数运行。但是由于滤波器中的电感压降与电阻分量，使得电网侧电流与整流器三相参考电压存在一定的相位差及幅值差，造成了输入电流的畸变。通过在畸变角范围内对调制波进行补偿的方法是解决电流畸变是研究的热点之一，这就需要确定畸变角，而畸变角对滤波器电感参数比较敏感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高计算畸变角值的准确性和实时性的Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，包括以下步骤：步骤1、采样得到Vienna整流器直流侧电压以及开关管的状态，按等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压量；步骤2、采样得到电网输入电压，并通过锁相环计算得到电压相位差；步骤3、使用交流电压量结合电压相位差，经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量；步骤4、采样三相电网输入电流，并进行Clark变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量；步骤5、流过输入滤波电感的电流分量经过模值运算，得到电流矢量的模；步骤6、dq坐标下的交流电压量和电流矢量模分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，由除法器输出辨识到的电感值；步骤7、将电感值代入畸变角的计算中，得出三相补偿电压，从而对畸变电流进行优化。进一步地，步骤1所述的采样得到Vienna整流器直流侧电压以及开关管的状态，按等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压量，具体如下：步骤1.1、对Vienna整流器直流侧电压进行采样得到直流侧电压Udc；步骤1.2、使用直流侧电压Udc结合Vienna整流器的开关状态函数SA、SB和SC，根据等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压的α、β分量usα、usβ：其中，SA、SB和SC为开关状态函数，“0”表示关断，“1”表示导通。进一步地，步骤2所述采样得到电网输入电压，并通过锁相环计算得到电压相位差；具体如下：采样得到电网三相输入相电压ULab、ULac，输入软件锁相环，计算得到各相的相位差进一步地，步骤3所述的使用交流电压量结合电压相位差，经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量，具体如下：使用交流电压量usα、usβ结合电压相位差经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量|usq|。进一步地，步骤4所述的采样三相电网输入电流，并进行Clark变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量，具体如下：采样三相电网输入电流ia、ib和ic，经过Clark坐标变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量iLα、iLβ。进一步地，步骤5所述的流过输入滤波电感的电流分量经过模值运算，得到电流矢量的模，具体如下：流过输入滤波电感的电流分量iLα、iLβ经过αβ/|A|模块转换，得到电流矢量iL的模|iL|。进一步地，步骤6所述的dq坐标下的交流电压量和电流矢量模分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，由除法器输出辨识到的电感值，具体如下：dq坐标下的交流电压量|usq|和电流矢量模|iL|分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，输出辨识电感值Lest：其中ωL为dq坐标下的旋转角速度，PF的取值为1。进一步地，步骤7所述的将电感值代入畸变角的计算中，得出三相补偿电压，从而对畸变电流进行优化，具体如下：将辨识电感值Lest代入畸变角的计算中，得出三相输入电流畸变角θz，公式为：其中，Ux、Ix分别为三相输入相电压、线电流的峰值；Rf为网侧电阻分量；fs为电网电压频率；ωL为dq坐标下的旋转角速度；|usq|是dq坐标下的交流电压量；|iL|为电流矢量模值；然后根据畸变角θz求出畸变区域，从而进行调制补偿，抑制电流过零点畸变。本专利技术与现有的技术相比，其显著优点在于：(1)能够快速的计算出电感值，以方便用于优化电流畸变时计算畸变角；(2)计算畸变角值的准确度高；(3)能够使输入电流跟踪输入电压，提高了Vienna整流器的效率。附图说明图1是本专利技术Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法中三相三电平Vienna整流器的拓扑结构图。图2是本专利技术中Vienna整流器dq旋转坐标系下存在电感在线辨识的整体控制结构图。图3是本专利技术中输入电流与参考电压的相位差示意图。图4是本专利技术中Vienna整流器的单相等效电路图。图5是本专利技术Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法流程图。具体实施方案下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，包括以下步骤：步骤1、采样得到Vienna整流器直流侧电压以及开关管的状态按等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压量，具体如下：步骤1.1、对Vienna整流器直流侧电压进行采样得到直流侧电压Udc；步骤1.2、使用直流侧电压Udc结合Vienna整流器的开关状态函数SA、SB和SC,根据等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压的αβ分量usα、usβ：其中，SA、SB和SC的为开关状态函数，“0”表示关断，“1”表示导通。步骤2、采样得到电网输入电压，并通过软件锁相环计算得到电压的相位差具体如下：采样得到电网三相输入相电压ULab、ULac，输入软件锁相环，计算得到各相的相位差步骤3、使用交流电压量结合电压相位差，经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量，具体如下：使用交流电压量usα、usβ结合步骤2得到的电压相位差经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量|usq|。步骤4、采样三相电网输入电流，并进行Clark变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量，具体如下：采样三相电网输入电流ia、ib和ic，经过Clark坐标变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量iLα、iLβ。步骤5、流过输入滤波电感的电流分量经过模值计算，得到电流矢量的模，具体如下：流过输入滤波电感的电流分量iLα、iLβ经过αβ/|A|模块转换，得到电流矢量iL的模|iL|。步骤6、dq坐标下的交流电压量和电流矢量模分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，由除法器输出辨识到的电感值，具体如下：dq坐标下的交流电压量|usq|和电流矢量模|iL|分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，输出辨识到的电感值L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采样得到Vienna整流器直流侧电压以及开关管的状态，按等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压量；步骤2、采样得到电网输入电压，并通过锁相环计算得到电压相位差；步骤3、使用交流电压量结合电压相位差，经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量；步骤4、采样三相电网输入电流，并进行Clark变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量；步骤5、流过输入滤波电感的电流分量经过模值运算，得到电流矢量的模；步骤6、dq坐标下的交流电压量和电流矢量模分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，由除法器输出辨识到的电感值；步骤7、将电感值代入畸变角的计算中，得出三相补偿电压，从而对畸变电流进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采样得到Vienna整流器直流侧电压以及开关管的状态，按等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压量；步骤2、采样得到电网输入电压，并通过锁相环计算得到电压相位差；步骤3、使用交流电压量结合电压相位差，经过αβ/dq坐标变换得到dq坐标下的交流电压量；步骤4、采样三相电网输入电流，并进行Clark变换，得到αβ坐标系下流过输入滤波电感的电流分量；步骤5、流过输入滤波电感的电流分量经过模值运算，得到电流矢量的模；步骤6、dq坐标下的交流电压量和电流矢量模分别经过LPF滤波后，送入除法器进行运算，由除法器输出辨识到的电感值；步骤7、将电感值代入畸变角的计算中，得出三相补偿电压，从而对畸变电流进行优化。2.根据权利要求1所述的Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，其特征在于，步骤1所述的采样得到Vienna整流器直流侧电压以及开关管的状态，按等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压量，具体如下：步骤1.1、对Vienna整流器直流侧电压进行采样得到直流侧电压Udc；步骤1.2、使用直流侧电压Udc结合Vienna整流器的开关状态函数SA、SB和SC，根据等功率变换原则得到电网侧Vienna整流器输入交流电压的α、β分量usα、usβ：其中，SA、SB和SC为开关状态函数，“0”表示关断，“1”表示导通。3.根据权利要求1所述的Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，其特征在于，步骤2所述采样得到电网输入电压，并通过锁相环计算得到电压相位差；具体如下：采样得到电网三相输入相电压ULab、ULac，输入软件锁相环，计算得到各相的相位差4.根据权利要求1所述的Vienna整流器输入电流过零点畸变优化的方法，其特征在于，步骤3所述的使用交流电压量结合电压相位差，经过α...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建国，丁慧敏，胡文斌，范林勇，王亚呈，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32