一种三相整流控制装置和三相整流控制方法制造方法及图纸

本公开实施例提供了一种三相整流控制装置和方法。所述三相整流控制装置包括：整流模块，接入交流三相电，根据脉宽调制控制信号对其进行整流，得到直流输出；三相锁相环模块，获取所述交流三相电的相位信息和电压信息；电压控制模块，根据所述直流输出的电压信息得到基准电流信息；电流控制模块，根据所述基准电流信息和所述电流信息转换得到初始调制信号；电压平衡模块，获得调制信号的补偿值对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号；PWM发生器模块获取所述输出调制信号将其作为所述脉宽调制控制信号，并输出至所述整流模块。本方案实施例能够实现对直流输出的恒定控制，降低算法复杂度。算法复杂度。算法复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种三相整流控制装置和三相整流控制方法


[0001]本公开涉及整流
，尤其涉及一种整流控制装置和一种三相整流控制方法。

技术介绍

[0002]三相功率因数校正PFC(Power Factor Correction)或三相整流器，主流结构为有源PWM(Pulse width modulation脉冲调制开关)整流器，包括三相六开关升压型PFC、三相六开关降压型PFC、三相三线制维也纳整流器等，控制方法有PI控制、滞环电流控制、单周期控制、滑膜控制和重复控制等。
[0003]现有技术中，通过采用空间矢量调制即SV
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PWM(Space Vector
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PWM)方法实现整流器输出电压恒定控制的问题。但是，该控制方式比较复杂，运算量大，工程和产品化难度大，目前仍然以研究为主。

技术实现思路

[0004]因此，本公开实施例提供一种三相整流控制装置和三相整流控制方法，能够实现对直流输出的恒定控制。
[0005]一方面，本公开实施例提供的一种三相整流控制装置，包括：整流模块，接入交流三相电，根据脉宽调制控制信号对其进行整流，得到直流输出；三相锁相环模块，获取所述交流三相电的相位信息和电压信息，并通过第一转换模块获取电流信息；电压控制模块，根据所述直流输出的电压信息得到基准电流信息；电流控制模块，根据所述基准电流信息和所述电流信息得到电压控制信息，所述电压控制信息经第二转换模块得到初始调制信号；谐波注入模块，输出奇数次谐波；电压平衡模块，根据所述直流输出的电压信息和所述奇数次谐波对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号；PWM发生器模块，获取所述输出调制信号将其作为所述脉宽调制控制信号，并输出至所述整流模块。
[0006]在一个公开实施例中，所述谐波注入模块输出三次谐波；所述电压平衡模块根据所述直流输出的电压信息和所述三次谐波对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号。
[0007]在一个公开实施例中，所述电流信息包括q轴电流和d轴电流；所述电流控制模块包括：q轴电流控制模块和d轴电流控制模块；该两个电流控制模块根据q轴电流和d轴电流各自的电流误差信号，分别通过线性调节器运算得到q轴电压控制信号和d轴电压控制信号；所述第二转换模块根据该两个电压控制信号转换得到所述初始调制信号。
[0008]在一个公开实施例中，所述三相整流控制装置还包括：电压平衡器，接入所述直流输出以得到中点电压；所述电压平衡模块将所述中点电压作为所述电压信息，根据所述中点电压和所述奇数次谐波对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号。
[0009]在一个公开实施例中，所述三相整流控制装置还包括：电压平衡器，接入所述直流输出以得到中点电压；所述基准电流包括q轴基准电流和d轴基准电流；所述电压控制模块，
根据所述中点电压得到所述d轴基准电流，所述q轴基准电流设为0。
[0010]在一个公开实施例中，所述电压平衡器包括串联在所述直流输出上的两个电容器，所述中点电压为该两个电容器之间的电压。
[0011]在一个公开实施例中，所述电压平衡模块根据所述奇数次谐波通过比例调节器运算对所述初始调制信号进行叠加。
[0012]另一方面，本公开实施例提供的一种三相整流控制方法，包括获取交流三相电，经第一次坐标转换得到所述交流三相电的电流信息；将所述交流三相电根据脉宽调制控制信号进行整流，得到直流输出；根据所述直流输出的电压信息得到基准电流信息；根据所述基准电流信息和所述电流信息得到电压控制信息，并经第二次坐标转换后得到初始调制信号；根据所述直流输出的电压信息和奇数次谐波对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号，并将其作为所述脉宽调制控制信号。
[0013]在一个公开实施例中，所述奇数次谐波为三次谐波、五次谐波或七次谐波。
[0014]在一个公开实施例中，所述根据所述直流输出的电压信息和奇数次谐波对所述初始调制信号进行叠加，采用比例调节器运算进行叠加。
[0015]综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)能够解决直流输出电压平衡问题，提供恒定的直流输出；ii)准确获取相位信息；iii)控制算法复杂度低，响应速度快，算法灵活；iv)控制环路简单，灵活可调，便于产品工程化，避免复杂算法带来的风险，性价比高；v)交流三相电的谐波畸变率小于5％。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本公开第一实施例提供的三相整流控制装置的模块连接示意图；
[0018]图2为图1所示三相整流控制装置的一种电力设计图；
[0019]图3为交流三相电的波形图；
[0020]图4为交流三相电的相位信息图；
[0021]图5为直流输出的中位电压信息图；
[0022]图6为直流输出的电压信息图；
[0023]图7为本公开第二实施例提供的三相整流控制方法的流程,示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0025]三相功率因数校正器或三相整流器，主流结构为有源PWM整流器，包括三相六开关升压型功率因数校正、三相六开关降压型功率因数校正、三相三线制维也纳整流器等，控制
方法有PI控制、滞环电流控制、单周期控制、滑膜控制和重复控制等。
[0026]目前，整流控制大多采用双闭环PI控制策略，将中点电位平衡环叠加到空间矢量调制(SV
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PWM，Space Vector
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PWM)，使得计算量大、动态响应慢、方法过于复杂，工程难度大，目前仍然以研究为主。而对整流控制的改进仍然是在SV
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PWM的基础上进行优化，还是难以实现产品化。
[0027]本公开实施例的目的在于提出一种简单有效的整流控制策略，在电压环和电流环整体框架基础上，叠加三次谐波注入和输出电压平衡控制，达到三相维也纳整流器的输出电压控制和高功率因数、交流三相电的谐波畸变率小的技术要求，同时减小整流控制方法的算法的复杂度，推动产品快速开发和交付，实现产品化。
[0028]本公开实施例针对三相维也纳整流器的拓扑结构，采用外部电压环和内部电流环的整体控制结构，在初始调制信号上叠加三次谐波注入和输出电压平衡控制，最后得到输出调制信号，将其波形通过三角载波调制，生成PWM驱动波形，根据该波形控制三相维也纳整流器的整流过程，实现输出电压和交流三相电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相整流控制装置，其特征在于，包括：整流模块，接入交流三相电，根据脉宽调制控制信号对其进行整流，得到直流输出；三相锁相环模块，获取所述交流三相电的相位信息和电压信息，并通过第一转换模块获取电流信息；电压控制模块，根据所述直流输出的电压信息得到基准电流信息；电流控制模块，根据所述基准电流信息和所述电流信息得到电压控制信息，所述电压控制信息经第二转换模块得到初始调制信号；谐波注入模块，输出奇数次谐波；电压平衡模块，根据所述直流输出的电压信息和所述奇数次谐波对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号；PWM发生器模块，获取所述输出调制信号将其作为所述脉宽调制控制信号，并输出至所述整流模块。2.根据权利要求1所述的三相整流控制装置，其特征在于，所述谐波注入模块输出三次谐波；所述电压平衡模块根据所述直流输出的电压信息和所述三次谐波对所述初始调制信号进行叠加，得到输出调制信号。3.根据权利要求1所述的三相整流控制装置，其特征在于，所述电流信息包括q轴电流和d轴电流；所述电流控制模块包括：q轴电流控制模块和d轴电流控制模块；该两个电流控制模块根据q轴电流和d轴电流各自的电流误差信号，分别通过线性调节器运算得到q轴电压控制信号和d轴电压控制信号；所述第二转换模块根据该两个电压控制信号转换得到所述初始调制信号。4.根据权利要求1所述的三相整流控制装置，其特征在于，还包括：电压平衡器，接入所述直流输出以得到中点电压；所述电压平衡模块将所述中点电压作为所述电压信息，根据所述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴训江，冯苗，马航，杨浩，
申请(专利权)人：天水七四九电子有限公司，
类型：发明
国别省市：