基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法技术

本发明专利技术公开一种基于DSOGI‑FLL的三相变流器无死区半周调制方法，将三相变流器电流信号进行克拉克变换；通过DSOGI‑FLL模块对两相电流信号进行滤波锁频处理，得到基波电流信号及其正交信号，并进行克拉克反变换；在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；根据反变换后基波电流信号的电流极性分配初始驱动信号，得到可随反变换后基波电流信号的电流极性交替使能的无死区半周驱动信号，控制三相变流器实现无死区半周调制。本发明专利技术的无死区半周调制方法可在三相电流平衡、不平衡和存在谐波条件下准确地获取电流极性，实现三相变流器的无死区半周调制，减小电流过零点畸变。

Dead time half cycle modulation method of three phase converter based on DSOGI-FLL

The invention discloses a three phase converter without dead zone modulation method based on DSOGI FLL, which carries out Clark transform of the current signal of the three-phase converter; the two phase current signal is filtered and locked through the DSOGI FLL module, and the fundamental wave current signal and its orthogonal signal are obtained, and the inverse transformation of the two phase current is carried out; the half cycle is adjusted in half. In the module, the initial driving signal is obtained by comparing the voltage modulated signal with the carrier signal, and the initial driving signal is allocated according to the current polarity of the back transform base wave current signal, and the non dead zone half cycle driving signal can be obtained with the current polarity replacement of the base wave current signal after the inverse transformation, and the three-phase variable flow is controlled. The device realizes no dead zone half - cycle modulation. The non dead zone half cycle modulation method of the invention can obtain the current polarity accurately under the condition of three-phase current balance, unbalanced and existing harmonics, and realize the non dead zone half cycle modulation of the three-phase converter and reduce the distortion of the zero crossing point of the current.

【技术实现步骤摘要】
基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法
本专利技术涉及电力电子
，具体的说，涉及一种基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法。
技术介绍
采用传统含死区的调制方法，变流器会存在死区效应，导致输出电压损失，输出电流发生畸变，直流电压利用率降低。采用无死区半周调制，上管和下管的驱动信号根据电流极性交替使能，可以避免变流器的死区效应。其中，精确的电流极性检测对于半周调制的实现至关重要，直接影响输出电流的质量。对于三相平衡系统，三相电流的幅值相同相位互差120°，检测其中任意一相电流的极性即可推导出其它两相的极性。但在三相不平衡系统中，三相电流中存在正负序分量，三相电流的幅值不同并且相位不再互差120°，电流极性的检测更加负复杂。若有其中一相的电流极性不准确，则会造成该相电流的过零点畸变严重，进而也会导致其它两相电流的畸变。并且，变流器的输出电流中往往含有谐波和噪声，极易对电流极性检测产生干扰。因此，急需一种有效的三相电流极性检测方法用于无死区半周调制。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法，可在三相电流平衡、不平衡和存在谐波条件下准确地获取电流极性，实现三相变流器的无死区半周调制，减小电流过零点畸变。本专利技术的技术方案是：一种基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法，所述方法包括以下步骤：获取三相变流器电流信号；将所述三相变流器电流信号进行克拉克变换，使所述三相变流器电流信号由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系，得到两相电流信号；通过DSOGI-FLL模块对所述两相电流信号进行滤波锁频处理，得到两相静止坐标系下的基波电流信号及其正交信号；将所述基波电流信号及其正交信号进行克拉克反变换，使所述基波电流信号及其正交信号由两相静止坐标系变换到三相静止坐标系，得到反变换后基波电流信号；在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；根据所述反变换后基波电流信号的极性分配所述初始驱动信号，得到可随所述反变换后基波电流信号的电流极性交替使能的无死区半周驱动信号；通过所述无死区半周驱动信号控制三相变流器实现无死区半周调制。优选的是，在根据所述反变换后基波电流信号的极性分配所述初始驱动信号步骤中，具体极性分配原则为：在反变换后基波电流信号大于零时，三相变流器开关管上管驱动信号使能；在反变换后基波电流信号小于零时，三相变流器开关管下管驱动信号使能；即上管驱动信号与下管驱动信号随所述反变换后基波电流信号的电流极性交替使能控制三相变流器实现无死区半周调制。优选的是，所述DSOGI-FLL模块包括双二阶广义积分器DSOGI和锁频环FLL，其中，所述双二阶广义积分器DSOGI包括用于对所述两相电流信号的αβ两相分别进行滤波处理的第一二阶广义积分器SOGI(α)和第二二阶广义积分器SOGI(β)，所述第一二阶广义积分器SOGI(α)和所述第二二阶广义积分器SOGI(β)共用一个锁频环FLL；所述锁频环FLL用于对所述两相电流信号进行锁频处理。优选的是，所述第一二阶广义积分器SOGI(α)和所述第二二阶广义积分器SOGI(β)的传递函数相同，所述第一二阶广义积分器SOGI(α)的传递函数为：公式(1.1)～公式(1.3)中，SOGI(s)为第一二阶广义积分器的传递函数表达式；D(s)为带通滤波器形式的传递函数表达式；Q(s)为低通滤波器形式的传递函数表达式；s为拉普拉斯变换算子；ω'为SOGI(s)的中心频率；k为阻尼系数；iα为α相的两相电流信号；iα'为α相的基波电流信号；qiα'为iα'的正交信号；εi(α)为α相的估计误差。优选的是，所述锁频环FLL的传递函数为：公式(1.4)中，ω'为SOGI(s)的中心频率；t为时间；-Γ为积分器负增益；ωff为基准频率；εf(α)为εi(α)与qiα'的乘积，εi(α)为α相的估计误差；εf(β)为εi(β)与qiβ'的乘积，εi(β)为β相的估计误差。优选的是，所述三相变流器电流信号为三相变流器的三相桥臂开关管输出电流信号，通过电流传感器分别检测三相变流器的三相桥臂开关管的输出电流，获取所述三相变流器电流信号。优选的是，所述三相变流器工作于三相平衡电网电压或三相不平衡电网电压。优选的是，所述电压调制信号为三相电压调制波，所述载波信号为三角载波，在半周调制模块中，通过三相电压调制波与三角载波比较后获得初始驱动信号。本专利技术与现有技术相比的有益效果为：1)利用双二阶广义积分器—锁频环DSOGI-FLL模块的幅值频率自适应性功能和滤波功能，准确获得基波电流信号及其正交信号，反馈用于分配无死区半周调制驱动信号，实现基于DSOGI-FLL模块的无死区半周调制过程；2)可对三相电流平衡、不平衡和存在谐波条件下准确地获取电流极性，具有良好适应性；3)实现三相变流器的无死区半周调制，减小电流过零点畸变。附图说明图1为DSOGI-FLL模块的结构示意图；图2为无死区半周调制原理波形图；图3为三相变流器中基于DSOGI-FLL的无死区半周调制结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术公开一种基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法，可在三相电流平衡、不平衡和存在谐波条件下，精准判断电流极性，并根据电流极性来分配驱动信号，从根本上解决三相变流器的死区效应问题，减小电流过零点畸变。本专利技术的无死区半周调制方法包括以下方法步骤：获取三相变流器电流信号；将三相变流器电流信号进行克拉克变换，使三相变流器电流信号由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系，得到两相电流信号；通过DSOGI-FLL模块对两相电流信号进行滤波锁频处理，得到两相静止坐标系下的基波电流信号及其正交信号；将基波电流信号及其正交信号进行克拉克反变换，使基波电流信号及其正交信号由两相静止坐标系变换到三相静止坐标系，得到反变换后基波电流信号；在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；根据反变换后基波电流信号的极性分配初始驱动信号，得到可随反变换后基波电流信号的电流极性交替使能的无死区半周驱动信号；通过无死区半周驱动信号控制三相变流器实现无死区半周调制。从无死区半周调制的原理可知，精确地获取电流极性是减小电流过零点畸变的关键，若检测的电流极性存在误差，不能及时在电流过零点处对开关管驱动信号进行切换，则会造成电流过零点严重畸变。本专利技术利用DSOGI-FLL模块提取三相变流器电流信号的基波电流信号，并将基波电流信号反馈的电流极性信息用于无死区半周调制。参见图1，DSOGI-FLL模块包括双二阶广义积分器DSOGI和锁频环FLL，其中，双二阶广义积分器DSOGI包括用于对两相电流信号的αβ两相分别进行滤波处理的第一二阶广义积分器SOGI(α)和第二二阶广义积分器SOGI(β)。第一二阶广义积分器SOGI(α)和第二二阶广义积分器SOGI(β)的传递函数相同。下面将以第一二阶广义积分器SOGI(α)的传递函数为例进行描述：公式(1.1)～公式(1.3)中，SOGI(s)为第本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于DSOGI‑FLL的三相变流器无死区半周调制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取三相变流器电流信号；将所述三相变流器电流信号进行克拉克变换，使所述三相变流器电流信号由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系，得到两相电流信号；通过DSOGI‑FLL模块对所述两相电流信号进行滤波锁频处理，得到两相静止坐标系下的基波电流信号及其正交信号；将所述基波电流信号及其正交信号进行克拉克反变换，使所述基波电流信号及其正交信号由两相静止坐标系变换到三相静止坐标系，得到反变换后基波电流信号；在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；根据所述反变换后基波电流信号的极性分配所述初始驱动信号，得到可随所述反变换后基波电流信号的电流极性交替使能的无死区半周驱动信号；通过所述无死区半周驱动信号控制三相变流器实现无死区半周调制。

【技术特征摘要】
1.基于DSOGI-FLL的三相变流器无死区半周调制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取三相变流器电流信号；将所述三相变流器电流信号进行克拉克变换，使所述三相变流器电流信号由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系，得到两相电流信号；通过DSOGI-FLL模块对所述两相电流信号进行滤波锁频处理，得到两相静止坐标系下的基波电流信号及其正交信号；将所述基波电流信号及其正交信号进行克拉克反变换，使所述基波电流信号及其正交信号由两相静止坐标系变换到三相静止坐标系，得到反变换后基波电流信号；在半周调制模块中，对电压调制信号与载波信号进行比较处理，获得初始驱动信号；根据所述反变换后基波电流信号的极性分配所述初始驱动信号，得到可随所述反变换后基波电流信号的电流极性交替使能的无死区半周驱动信号；通过所述无死区半周驱动信号控制三相变流器实现无死区半周调制。2.根据权利要求1所述的无死区半周调制方法，其特征在于：在根据所述反变换后基波电流信号的电流极性分配所述初始驱动信号步骤中，具体极性分配原则为：在反变换后基波电流信号大于零时，三相变流器开关管上管驱动信号使能；在反变换后基波电流信号小于零时，三相变流器开关管下管驱动信号使能；即上管驱动信号与下管驱动信号随所述反变换后基波电流信号的电流极性交替使能控制三相变流器实现无死区半周调制。3.根据权利要求1所述的无死区半周调制方法，其特征在于：所述DSOGI-FLL模块包括双二阶广义积分器DSOGI和锁频环FLL，其中，所述双二阶广义积分器DSOGI包括用于对所述两相电流信号的αβ两相分别进行滤波处理的第一二阶广义积分器SOGI(α)和第二二阶广义积分器SOGI(β)，所述第一二阶广义积分器SOGI(α)和所述第二二阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：严庆增，马文忠，赵仁德，何金奎，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37