三相维也纳整流器的控制电路及其不连续脉宽调制方法技术

本发明专利技术公开了三相维也纳整流器的控制电路及其不连续脉宽调制方法。所述控制电路包括电网电压采样电路、电感电流采样电路、母线电压采样电路、开关管驱动电路和DSP控制单元；DSP控制单元包括第一abc/dq变换器、第二abc/dq变换器、锁相器、dq/αβ变换器、DPWM控制器、滞环控制器、母线电压PI调节器、有功电流PI调节器和无功电流PI调节器。所述不连续脉宽调制方法在矢量空间中发掘出对中点电位影响相反的冗余钳位模式，结合中点电位的偏移方向，通过切换钳位模式来实现中点电位平衡的调节。本发明专利技术可以有效调节中点电位平衡，且开关损耗小、变换器效率高。

Control circuit of three-phase Vienna rectifier and its discontinuous PWM method

【技术实现步骤摘要】
三相维也纳整流器的控制电路及其不连续脉宽调制方法
本专利技术属于电力电子变换器
，特别涉及了三相维也纳整流器的控制电路和方法。
技术介绍
三相维也纳整流器凭借其高可靠性、高效率、低电流谐波畸变等优势被广泛应用于航空电源、电动汽车充电等领域。在航空一次电源的应用场合，往往希望变换器具有更高的开关频率。一方面，高开关频率可使变换器减小体积重量，获得更高的功率密度；另一方面，航空电网的基波频率较高，高开关频率可以帮助降低电流谐波畸变，提升功率因数。然而高开关频率将带来更高的开关损耗，降低系统效率。不连续脉宽调制(Discontinuouspulsewidthmodulation,DPWM)相较于传统空间矢量脉宽调制(Spacevectorpulsewidthmodulation,SVPWM)减小了三分之一的开关动作次数，可以保证在高频开关的同时提升变换器的效率。但是不连续脉宽调制为了保证一相电压被钳位，在矢量合成时每次仅使用单个小矢量而不是使用冗余小矢量对，这就相应的失去了调节中点电位平衡的能力。现有技术文献“罗锐,何英杰,陈晖,刘进军.三电平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相维也纳整流器的控制电路，所述三相维也纳整流器包括三相交流电源、三相输入滤波电感、第一～第六功率二极管、第一～第六功率开关管、第一直流母线滤波电容和第二直流母线滤波电容，所述6个功率二极管两两连接形成三相桥臂，所述6个功率开关管两两连接形成三相桥臂，所述第一直流母线滤波电容和第二直流母线滤波电容分别连接在直流侧中点的两端；/n其特征在于：所述控制电路包括电网电压采样电路、电感电流采样电路、母线电压采样电路、开关管驱动电路和DSP控制单元；所述DSP控制单元包括第一abc/dq变换器、第二abc/dq变换器、锁相器、dq/αβ变换器、DPWM控制器、滞环控制器、母线电压PI调节器、有功...

【技术特征摘要】
1.一种三相维也纳整流器的控制电路，所述三相维也纳整流器包括三相交流电源、三相输入滤波电感、第一～第六功率二极管、第一～第六功率开关管、第一直流母线滤波电容和第二直流母线滤波电容，所述6个功率二极管两两连接形成三相桥臂，所述6个功率开关管两两连接形成三相桥臂，所述第一直流母线滤波电容和第二直流母线滤波电容分别连接在直流侧中点的两端；
其特征在于：所述控制电路包括电网电压采样电路、电感电流采样电路、母线电压采样电路、开关管驱动电路和DSP控制单元；所述DSP控制单元包括第一abc/dq变换器、第二abc/dq变换器、锁相器、dq/αβ变换器、DPWM控制器、滞环控制器、母线电压PI调节器、有功电流PI调节器和无功电流PI调节器；电网电压采样电路的三个输入端对应接至三相输入滤波电与三相交流电源的连接处，电网电压采样电路的输出连接第一abc/dq变换器的第一输入端；电感电流采样电路的三个输入端对应接至三相输入滤波电感的三个输出端，电感电流采样电路的输出端连接第二abc/dq变换器的第一输入端；第一abc/dq变换器的输出端连接锁相器的输入端，锁相器的输出端连接第一abc/dq变换器的第二输入端和第二abc/dq变换器的第二输入端；母线电压采样电路的两个输入端分别采集第一直流母线滤波电容和第二直流母线滤波电容的电压并输出，这两路输出信号相加后与母线电压参考值做差，差值输入母线电压PI调节器；母线电压PI调节器的输出信号与第二abc/dq变换器输出的d轴信号做差，差值输入有功电流PI调节器；第二abc/dq变换器输出的q轴信号与参考值0做差，差值输入无功电流PI调节器；dq/αβ变换器的两个输入端分别连接有功电流PI调节器的输入端和无功电流PI调节器的输入端；dq/αβ变换器的输出端连接DPWM控制器的输入端，母线电压采样电路的两路输出信号做差后的差值输入DPWM控制器，DPWM控制器的输出端连接开关管驱动电路的输入端，开关管驱动电路的输出端输出第一～第六功率开关管对应的驱动信号。


2.根据权利要求1所述三相维也纳整流器的控制电路，其特征在于：所述三相交流电源按星型接法连接。


3.根据权利要求1所述三相维也纳整流器的控制电路，其特征在于：所述第一～第六功率开关管采用MOSFET。


4.基于权利要求1所述三相维也纳整流器的控制电路的不连续脉宽调制方法，其特征在于：电网电压采样电路采样得到的三相电网电压usa、usb、usc经过第一abc/dq变换器变换后，得到dq坐标系下的分量usd和usq并送入锁相器，锁相器据此获得电网电压的相位信息θ；电感电流采样电路采样得到的三相电感电流ia、ib、isc经过第二abc/dq变换器变换后，得到三相电感电流的有功分量id和无功分量iq；母线电压采样电路采样得到两个直流母线滤波电容的电压udc1和udc2，udc1与udc2相加的结果与母线电压基准值udc_ref与做差，差值送...

【专利技术属性】
技术研发人员：张犁，赵瑞，纪传浩，邹宇航，明岩，雷铮子，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32