三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法技术

本发明专利技术公开的三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，其对应的主电路拓扑由一个前置的DC/DC变换器和一个常用的电流型PWM逆变器串联组成，但控制方式不同，其控制方式的特点是对DC/DC变换器采用针对直流输出电流Id的闭环控制，使Id具有6倍工频频率的小幅脉动的波形，且与网侧电压保持相位同步；对电流型PWM逆变器采用开环控制，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。本发明专利技术的三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法降低了平均开关速率，逆变器能得到更高的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法
本专利技术属于三相PWM逆变方法
，涉及一种三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，具体涉及一种降低平均开关速率的三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法。
技术介绍
三相电流型PWM并网逆变器的常用控制方式中，6个开关中保持有3个同时处于PWM开关状态下，需要考虑驱动信号的“叠流时间”，平均开关速率较高，使得开关损耗较大，影响逆变器的转换效率。为了与直流电源进行电压匹配或者其它目的，PWM并网逆变器通常会设置一个前置的DC/DC变换器。对于具有前置DC/DC变换器的PWM并网逆变器，需要配合使用一套控制方法，从而实现有效降低平均开关速率，进而降低开关损耗，提高转换效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，能提高PWM并网逆变器的变换效率并简化控制方法。本专利技术所采用的技术方案是，三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，具体按照以下步骤实施：对DC/DC变换器采用针对直流输出电流Id的闭环控制，使直流母线电流Id以6倍电网频率脉动，Id的脉动谷点值为峰点值的且与网侧电压保持同步相位关系；对电流型PWM逆变器采用开环控制，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，前置DC/DC变换器采用电流闭环控制方式，使直流母线电流Id以6倍电网频率脉动，且与网侧电压保持同步相位关系，Id的脉动谷点值为峰点值的相邻两个谷点间的波形为余弦函数在±π/6之间的形状；步骤3、待步骤1和步骤2完成后，构造出三角载波信号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4、经步骤3后，构造M1～M6共六个调制信号；步骤5、待步骤4完成后，将6个调制信号M1～M6分别与三角载波信号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4中：六个调制信号M1～M6，分别对应于六个开关管T1～T6；M1～M6这六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；M5＝1，T5控制导通但其电流由T1的通断决定；T1开关的调制信号M5近似为一直线，在t1区间的起点为M1＝0，在t1时间区间的终点为M1＝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；M1＝1，T1控制导通但其电流由T5的通断决定；T5开关的调制信号M1近似为一直线，在t2区间的起点为M5＝0.5，在t2时间区间的终点为M1＝0；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；M6＝1，T6控制导通但其电流由T2的通断决定；T2开关的调制信号M2近似为一直线，在t3区间的起点为M2＝0，在t3时间区间的终点为M2＝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；M3＝M5＝0，T3和T5保持关断；M1＝1，T1保持导通；在t4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；T6开关的调制信号M6近似为一直线，在t4区间的起点为M6＝0.5，在t4时间区间的终点为M6＝0；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；M1＝1，T1控制导通但其电流由T3的通断决定；T3开关的调制信号M3近似为一直线，在t5区间的起点为M3＝0，在t5时间区间的终点为M3＝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；M3＝1，T3控制导通但其电流由T1的通断决定；T1开关的调制信号M1近似为一直线，在t6区间的起点为M1＝0.5，在t6时间区间的终点为M1＝0；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；M2＝1，T2控制导通但其电流由T4的通断决定；T4开关的调制信号M4近似为一直线，在t7区间的起点为M4＝0，在t7时间区间的终点为M4＝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；M4＝1，T4控制导通但其电流由T2的通断决定；T2开关的调制信号M2近似为一直线，在t8区间的起点为M2＝0.5，在t8时间区间的终点为M2＝0；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；M3＝1，T3控制导通但其电流由T5的通断决定；T5开关的调制信号M5近似为一直线，在t9区间的起点为M5＝0，在t9时间区间的终点为M5＝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；M5＝1，T5控制导通但其电流由T3的通断决定；T3开关的调制信号M3近似为一直线，在t10区间的起点为M3＝0.5，在t10时间区间的终点为M3＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，对DC/DC变换器采用针对直流输出电流Id的闭环控制，使直流母线电流Id以6倍电网频率脉动，Id的脉动谷点值为峰点值的

【技术特征摘要】
1.三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，对DC/DC变换器采用针对直流输出电流Id的闭环控制，使直流母线电流Id以6倍电网频率脉动，Id的脉动谷点值为峰点值的且与网侧电压保持同步相位关系；对电流型PWM逆变器采用开环控制，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，前置DC/DC变换器采用电流闭环控制方式，使直流母线电流Id以6倍电网频率脉动，且与网侧电压保持同步相位关系，Id的脉动谷点值为峰点值的相邻两个谷点间的波形为余弦函数在±π/6之间的形状；步骤3、待步骤1和步骤2完成后，构造出三角载波信号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4、经步骤3后，构造M1～M6共六个调制信号；步骤5、待步骤4完成后，将6个调制信号M1～M6分别与三角载波信号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所述的三相电流型单位功率因数PWM并网逆变器控制方法，其特征在于，在所述步骤4中：六个调制信号M1～M6，分别对应于六个开关管T1～T6；M1～M6这六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；M5＝1，T5控制导通但其电流由T1的通断决定；T1开关的调制信号M5近似为一直线，在t1区间的起点为M1＝0，在t1时间区间的终点为M1＝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；M1＝1，T1控制导通但其电流由T5的通断决定；T5开关的调制信号M1近似为一直线，在t2区间的起点为M5＝0.5，在t2时间区间的终点为M1＝0；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；M6＝1，T6控制导通但其电流由T2的通断决定；T2开关的调制信号M2近似为一直线，在t3区间的起点为M2＝0，在t3时间区间的终点为M2＝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；M3＝M5＝0，T3和T5保持关断；M1＝1，T1保持导通；在t4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；T6开关的调制信号M6近似为一直线，在t4区间的起点为M6＝0.5，在t4时间区间的终点为M6＝0；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；M1＝1，T1控制导通但其电流由T3的通断决定；T3开关的调制信号M3近似为一直线，在t5区间的起点为M3＝0，在t5时间区间的终点为M3＝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；M3＝1，T3控制导通但其电流由T1的通断决定；T1开关的调制信号M1近似为一直线，在t6区间的起点为M1＝0.5，在t6时间区间的终点为M1＝0；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；M2＝1，T2控制导通但其电流由T4的通断决定；T4开关的调制信号M4近似为一直线，在t7区间的起点为M4＝0，在t7时间区间的终点为M4＝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；M4＝1，T4控制导通但其电流由T2的通断决定；T2开关的调制信号M2近似为一直线，在t8区间的起点为M2＝0.5，在t8时间区间的终点为M2＝0；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；M3＝1，T3控制导通但其电流由T5的通断决定；T5开关的调制信号M5近似为一直线，在t9区间的起点为M5＝0，在t9时间区间的终点为M5＝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；M5＝1，T5控制导通但其电流由T3的通断决定；T3开关的调制信号M3近似为一直线，在t10区间的起点为M3＝0.5，在t10时间区间的终点为M3＝0；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；M4＝1，T4控制导通但其电流由T6的通断决定；T6开关的调制信号M6近似为一直线，在t11区间的起点为M6＝0，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...

【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