一种PWM整流器脉宽调制方法技术

本发明专利技术公开了一种PWM整流器脉宽调制方法，包括：采集三相交流电的三相输出电压，其有效值均为E

【技术实现步骤摘要】
一种PWM整流器脉宽调制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，更具体的说是涉及一种PWM整流器脉宽调制方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管(SCR)发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关，如双极型晶体管(BIT)、门极关断(GTO)晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成门极换向晶闸管(ICCT)、功率场效应晶体管(IGBTFET)以及场控晶闸管(MCT)等。而20世纪90年代发展起来的智能型功率模块(IPM)则开创了功率半导体开关器件新的发展方向。功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展，出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各类变流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。但是，目前这些变流装置很大一部分需要整流环节，以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，因而对电网注人了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。治理这种电网“污染”最根本措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化，且运行于单位功率因数。因此，作为电网主要“污染”源的整流器，首先受到了学术界的关注，并开展了大量研究工作。其主要思路就是，将PWM技术引入整流器的控制之中，使整流器网侧电流正弦化，且可运行于单位功率因数。
[0003]整流器是较早应用的一种AC/DC变换装置，其发展经历了由不控整流器(二极管整流)、相控整流器(晶闸管整流)到PWM整流器(门极关断功率开关管)的发展历程。PWM整流器实际上是一个其交、直流侧可控的四相限运行的交流装置。
[0004]正弦脉宽调制即SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的、使用较广泛的PWM法。冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。而正弦脉宽调制SVPWM是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
[0005]PWM整流器采用传统的SPWM法，在启动时存在电流尖峰，而采用SVPWM法可以抑制启动时的电流尖峰，但由于传统的SVPWM法采用矢量合成计算的方法，在稳态时又会注入三次协波，对EMI电感造成饱和。基于此，本专利技术设计了一种参数可调的脉宽调制方法，使PWM整流器在启动时采用SVPWM法，当整流器达到稳态时切换为SPWM法，同时解决了PWM整流器启动瞬间的电流抑制问题和稳态时的EWI问题，具有抑制启动电流和在达到稳态时抑制三
次谐波的优点。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种PWM整流器脉宽调制方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种PWM整流器脉宽调制方法，包括：
[0009]采集三相交流电的三相输出电压，其有效值均为E
AC
；
[0010]PWM信号对绝缘栅双极型晶体管IGBT进行控制，开始时基于SVPWM调制方式，同时监测三相交流电输出端直流电压V
dc
；
[0011]采集三相交流电输出端直流电压V
dc
，并判断三相交流电输出端直流电压V
dc
与有效值E
AC
的关系，当三相交流电输出端直流电压V
dc
大于2倍的E
AC
时，采用SPWM调制方式。
[0012]优选的，基于SVPWM调制方式，当判断三相交流电输出端直流电压V
dc
大于2倍的E
AC
时，采用SPWM调制方式，具体实现方法为：
[0013][0014][0015][0016]inject＝
‑
K
×
(max(u
0a
，u
0b
，u
0c
)+min(u
0a
，u
0b
，u
0c
))
[0017]其中，K为可调参量，inject为调制波上加入的可调附加成分，在启动瞬间K＝0.5，此时等效于SVPWM，在V
dc
大于2倍的E
AC
时，K衰减为0，此时等效于SPWM，u
0a
、u
0b
、u
0c
表示三相交流电每相输出的SPWM的调制电压，表示对应的三相电流每相分别连接的两个IGBT的调制信号。
[0018]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种PWM整流器脉宽调制方法，使PWM整流器在启动时采用SVPWM法，当整流器达到稳态时切换为SPWM法，同时解决了PWM整流器启动瞬间的电流抑制问题和稳态时的EWI问题，具有抑制启动电流和在达到稳态时抑制三次谐波的优点。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1附图为本专利技术提供的PWM整流器电路原理图。
[0021]图2附图为本专利技术提供的SPWM波形原理图。
[0022]图3附图为本专利技术提供的PWM整流器脉宽调制方法流程图。
具体实施方式
[0023]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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]PWM整流器电路原理图如图1所示，其中，Ea、Eb、Ec分别为三相交流电的三相输出电压，其有效值均设为E
AC
，均为220V。R为电阻，S为开关，L为电感，V1、V2、V3为基频电压，即该处的电压值，Ua+、Ua
‑
、Ub+、Ub
‑
、Uc+、Uc
‑
分别为六个IGBT的PWM控制信号，V
dc
为输出直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PWM整流器脉宽调制方法，其特征在于，包括：采集三相交流电的三相输出电压，其每相有效值均为E
AC
；PWM信号对绝缘栅双极型晶体管IGBT进行控制，开始时基于SVPWM调制方式，同时监测三相交流电输出端直流电压V
dc
；采集三相交流电输出端直流电压V
dc
，并判断三相交流电输出端直流电压V
dc
与有效值E
AC
的关系，当三相交流电输出端直流电压V
dc
大于2倍的E
AC
时，采用SPWM调制方式。2.根据权利要求1所述的一种PWM整流器脉宽调制方法，其特征在于，在启动时，基于SVPWM调制方式，当判断三相交流电输出端直流电压V
dc
大于2倍的E
AC
时，采用SPWM调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：石岩，丁艺珂，牛燕霞，尚晓磊，王一轩，王娜，孙治博，
申请(专利权)人：北京航空航天大学江西研究院景德镇分院，
类型：发明
国别省市：