一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法技术

本发明专利技术公开了一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法，首先，参考电压修正，分析输入滤波电感相位偏移角和直流侧电压偏差对输入电流过零点畸变的影响，确定Vienna整流器的钳位区域；其次，分析中点电流平均值波动的影响，并计算优化零序分量；最后，在钳位区域添加钳位补偿分量，而在非钳位的连续区域添加优化零序分量。本发明专利技术综合抑制交流侧电流过零点畸变和直流侧中点电位振荡，有效改善了输入电流质量,减小了直流侧电压波动。电流质量,减小了直流侧电压波动。电流质量,减小了直流侧电压波动。

【技术实现步骤摘要】
一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法


[0001]本专利技术涉及一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法，属于电力电子技术。

技术介绍

[0002]Vienna整流器作为一种三相功率因数校正器，具有转换效率高、功率密度高、输入电流质量好等优势，并且相较于三电平二极管钳位型拓扑（Neutral Point Clamped，NPC） 具有结构简单、无桥臂直通等优点。为此，Vienna整流器在通信电源、电动汽车、风力发电、航空电源等功率单向流动领域得到广泛的应用并发挥重要作用。
[0003]目前针对Vienna整流器的研究，绝大部分围绕电流过零点畸变问题展开，而同时考虑交流侧电流畸变与直流侧电压振荡两个问题的研究还未见报道。此外，针对Vienna整流器直流电压不平衡工况下的电流过零点畸变抑制，已有方法虽然能够获得良好的效果，但实现过于复杂，不利于工程应用。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法，综合抑制交流侧电流过零点畸变和直流侧中点电位振荡，改善输入电流质量，提高直流侧电压稳定性。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法，首先，参考电压修正，分析输入滤波电感相位偏移角和直流侧电压偏差对输入电流过零点畸变的影响，确定Vienna整流器的钳位区域；其次，分析中点电流平均值波动的影响，并计算优化零序分量；最后，在钳位区域添加钳位补偿分量，而在非钳位的连续区域添加优化零序分量。该方法包括如下步骤：步骤1：参考电压修正，分析输入滤波电感相位偏移角和直流侧电压偏差对输入电流的影响，包括：（1.1）根据扇区切换前最后一个采样周期的参考电压在dq坐标系的d轴分量v
d_e
、q轴分量v
q_e
和直流侧电压V
dc
，计算扇区切换后第一个采样周期修正后的q轴分量，并根据修正后的dq轴分量修正静止坐标系下的参考电压V
rx
，x=a,b,c；（1.2）根据修正后的参考电压V
rx
在一个工频周期的极性，将Vienna整流器空间电压矢量分布图划分为六个大扇区，然后把每个大扇区划分为六个小扇区；（1.3）输入滤波电感会导致参考电压V
rx
与输入电流之间存在相位偏移角φ，产生非理想矢量序列区域和参考矢量合成失效区域，并引发输入电流过零点畸变；（1.4）Vienna整流器直流侧的电容C1和电容C2，电容C1的电压为V
c1
，电容C2的电压为V
c2
，ΔV
dc
=V
c1
‑
V
c2
；在直流侧电压V
dc
不平衡工况下，Vienna整流器空间电压矢量分布图中
的小矢量和中矢量的模长将发生变化；相较于ΔV
dc
=0对应的六边形：若ΔV
dc
>0，则修正后基本矢量所围成的六边形面积将缩小；若ΔV
dc
<0，修正后基本矢量所围成的六边形面积将扩大；并且在大扇区切换区域产生参考矢量合成失效区域，导致输入电流过零点畸变；步骤2：确定Vienna整流器运行在直流侧电压不平衡工况下的钳位区域，并在钳位区域添加钳位补偿分量；步骤3：分析中点电流平均值波动的影响，计算优化零序分量，并在非钳位的连续区域添加优化零序分量。
[0006]具体的，所述步骤2，首先确定直流侧电压不平衡工况下，异常区域对应的角度，再根据输入滤波电感相位偏移角和直流侧电压偏差对输入电流的影响分析结果，得到ΔV
dc
>0和ΔV
dc
<0两种情况下的钳位区域和钳位补偿分量V
comp
为：
①ꢀ
当参考电压位于30
°
时，若ΔV
dc
>0，则钳位区域为[30
°‑
θ
s1
, 30
°
]，若ΔV
dc
<0，则钳位区域为[30
°‑
φ, 30
°
+θ
s2
],补偿分量V
comp
为
‑
V
rb_offset
；
②
当参考电压位于90
°
时，若ΔV
dc
>0，则钳位区域为[90
°‑
φ, 90
°
+θ
s2
]，若ΔV
dc
<0，则钳位区域为[90
°‑
θ
s1
, 90
°
],补偿分量V
comp
为
‑
V
ra_offset
；
③
当参考电压位于150
°
时，若ΔV
dc
>0，则钳位区域为[150
°‑
θ
s1
, 150
°
]，若ΔV
dc
<0，则钳位区域为[150
°‑
φ, 150
°
+θ
s2
],补偿分量V
comp
为
‑
V
rc_offset
；
④
当参考电压位于210
°
时，若ΔV
dc
>0，则钳位区域为[210
°‑
φ, 210
°
+θ
s2
]，若ΔV
dc
<0，则钳位区域为[210
°‑
θ
s1
, 210
°
],补偿分量V
comp
为
‑
V
rb_offset
；
⑤
当参考电压位于270
°
时，若ΔV
dc
>0，则钳位区域为[270
°‑
θ
s1
, 270
°
]，若ΔV
dc
<0，则钳位区域为[270
°‑
φ, 270
°
+θ
s2
],补偿分量V
comp
为
‑
V
ra_offset
；
⑥
当参考电压位于330
°
时，若ΔV
dc
>0，则钳位区域为[330
°‑
φ, 330<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：参考电压修正，分析输入滤波电感相位偏移角和直流侧电压偏差对输入电流的影响，包括：（1.1）根据扇区切换前最后一个采样周期的参考电压在dq坐标系的d轴分量v
d_e
、q轴分量v
q_e
和直流侧电压V
dc
，计算扇区切换后第一个采样周期修正后的q轴分量，并根据修正后的dq轴分量修正静止坐标系下的参考电压V
rx
，x=a,b,c；（1.2）根据修正后的参考电压V
rx
在一个工频周期的极性，将Vienna整流器空间电压矢量分布图划分为六个大扇区，然后把每个大扇区划分为六个小扇区；（1.3）输入滤波电感会导致参考电压V
rx
与输入电流之间存在相位偏移角φ，产生非理想矢量序列区域和参考矢量合成失效区域，并引发输入电流过零点畸变；（1.4）Vienna整流器直流侧的电容C1和电容C2，电容C1的电压为V
c1
，电容C2的电压为V
c2
，ΔV
dc
=V
c1
‑
V
c2
；在直流侧电压V
dc
不平衡工况下，Vienna整流器空间电压矢量分布图中的小矢量和中矢量的模长将发生变化；相较于ΔV
dc
=0对应的六边形：若ΔV
dc
&gt;0，则修正后基本矢量所围成的六边形面积将缩小；若ΔV
dc
&lt;0，修正后基本矢量所围成的六边形面积将扩大；并且在大扇区切换区域产生参考矢量合成失效区域，导致输入电流过零点畸变；步骤2：确定Vienna整流器运行在直流侧电压不平衡工况下的钳位区域，并在钳位区域添加钳位补偿分量；步骤3：分析中点电流平均值波动的影响，计算优化零序分量，并在非钳位的连续区域添加优化零序分量。2.根据权利要求1所述的一种不平衡工况下Vienna整流器综合优化调制方法，其特征在于：所述步骤2，首先确定直流侧电压不平衡工况下，异常区域对应的角度，再根据输入滤波电感相位偏移角和直流侧电压偏差对输入电流的影响分析结果，得到ΔV
dc
&gt;0和ΔV
dc
&lt;0两种情况下的钳位区域和钳位补偿分量V
comp
为：
①ꢀ
当参考电压位于30
°
时，若ΔV
dc
&gt;0，则钳位区域为[30
°‑
θ
s1
, 30
°
]，若ΔV
dc
&lt;0，则钳位区域为[30
°‑
φ, 30
°
+θ
s2
],补偿分量V
comp
为
‑
V
rb_offset
；
②
当参考电压位于90
°
时，若ΔV
dc
&gt;0，则钳位区域为[90
°‑
φ, 90
°
+θ
s2
]，若ΔV
dc
&lt;0，则钳位区域为[90
°‑
θ
s1
, 90
°
],补偿分量V
comp
为
‑
V
ra_offset
；
③
当参考电压位于150
°
时，若ΔV
dc
&gt;0，则钳位区域为[150
°‑
θ
s1
, 150
°
]，若ΔV
dc
&lt;0，则钳位区域为[150
°‑
φ, 150
°
+θ
s2
],补偿分量V
comp
为
‑
V
rc_offset
；
④
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志宏，冯义龙，吴佳衡，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：