低谐波单开关功率因数调制方法技术

本发明专利技术涉及电梯驱动控制领域，提出了一种低谐波单开关功率因数调制方法，旨在解决单开关斩波电路的谐波干扰问题。该方法包括：获取三相整流输出单开关斩波电路的运行信息，所述运行信息包括三相电源的电压、电流以及斩波电路输出负载电压；根据所述运行信息，基于预先设定的算法逻辑确定出用于控制斩波电路中单开关的驱动信号的占空比；根据所述占空比信息调制控制所述单开关的PWM波。本发明专利技术解决了单开关控制的斩波电路的谐波干扰问题，使得结构简单、成本低的三相电源单开关斩波电路的功率因数满足电网的要求。因数满足电网的要求。因数满足电网的要求。

【技术实现步骤摘要】
低谐波单开关功率因数调制方法


[0001]本专利技术涉及驱动控制领域，特别涉及一种低谐波单开关功率因数调制方法。

技术介绍

[0002]电力电子装置大多通过整流器与电力网连接，而整流装置是由二极管或晶闸管组成的非线性电路，在电网中产生大量电流谐波和无功功率污染电网成为电力公害。抑制电力电子装置产生谐波的方法主要有：采用无缘滤波或有缘滤波电路来旁路或消除谐波；通过功率因数校正(PFC)电路降低谐波、提高功率因数。
[0003]在三相单开关PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路中，由于采用单电压环进行控制，导致输入电流谐波占到20％
‑
30％左右，谐波中5次、7次含量比较大，容易导致电网污染，出现系统故障。
[0004]因此，需要规划一种调制信号以驱动单开关的通断，从而降低三相单开关PFC电路中的谐波、提高功率因数。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决在三相单开关斩波电路中电源的输入电流的谐波污染问题。本专利技术采用以下技术方案以解决上述问题：
[0006]本申请提供了一种低谐波单开关功率因数调制方法，该方法包括：获取三相整流输出单开关斩波电路的运行信息，上述运行信息包括三相电源的电压、电流以及斩波电路输出负载电压；根据上述运行信息，基于预先设定的算法逻辑确定出用于控制斩波电路中单开关的驱动信号的占空比；根据上述占空比信息调制控制上述单开关的PWM波。
[0007]在一些示例中，上述“根据上述运行信息，基于预先设定的算法逻辑确定出用于控制斩波电路中单开关的驱动信号的占空比”的步骤包括：根据上述运行信息，确定出上述三相电源中的电压值绝对值最小的电源电压，并将电压值标记为参考最小相电压；通过如下的公式确定出上述驱动信号的占空比：
[0008][0009]其中，d为驱动信号的占空比，T
S
为单开关器件的开关周期，L为输入电感，Z为输入阻抗，U
dc
为斩波电路输出负载电压，U
m
为三相电源中绝对值最小相电压，标记为参考最小相电压。
[0010]在一些示例中，上述驱动信号的占空比的确定通过如下步骤：在预设的条件下，根据伏秒平衡原理建立三相电源的平均电流公式，上述预设的条件为，三相电源中U
s
的绝对值最小；
[0011][0012]上述参考最小相电压的电压值近似处理为零，简化上述平均电流公式：
[0013][0014]确定出上述驱动信号的占空比：
[0015][0016]其中，其中，U
r
为三相电源R相电压，U
s
为三相电源S相电压，U
t
为三相电源T相电压，U
tr
为三相电源R相与T相线电压。
[0017]在一些示例中，上述“确定出上述驱动信号的占空比”的步骤还包括对上述占空比进行优化的步骤：确定S相电源的电压值U
s
的绝对值最小，近似纯阻抗处理上述S相电源的电流；相对上述负载电压U
dc
，电源R相与T相线电压U
tr
近似为零处理；确定出在S相电源的电压值U
s
的绝对值最小时，上述驱动信号的占空比：
[0018][0019]其中，d为上述驱动信号的占空比，T
S
为单开关器件的开关周期，L为输入电感，Z为输入阻抗，U
dc
为负载电压，U
s
为S相电源电压。
[0020]本申请提供的低谐波单开关功率因数调制方法，处理通过判断三相电源中各项电源的电压值的大小，利用预设的逻辑确定出调制控制斩波电路的单开关的PWM波的占空比，从而控制斩波电路的输出。本申请中，基于低谐波单开关功率因数调制方法的系统，结构简单、成本低；三相电源中各相电源的输入电流的谐波干扰小，满足电网的基本要求。
附图说明
[0021]图1是本申请实施例中可以应用于其中的示例性系统架构示意图；
[0022]图2是根据本申请的低谐波单开关功率因数调制方法的一个实施流程示意图；
[0023]图3是本实施例中基于最小参考电压控制单开关PWM波的三相电源的电压和电流仿真示意图。
具体实施方式
[0024]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0026]图l示出了可以应用本申请的实施例的示例性系统的结构示意图。
[0027]如图1所示，应用于上述低谐波单开关功率因数调制方法的三相单开关功率因数校正系统包括：三相电源1、三相整流装置2、斩波电路3和驱动装置4。其中，三相整流装置2的输入端与上述三相电源1连接，上述三相整流装置2的输出端通过直流母线与上述斩波电路3连接，上述斩波电路3的输出端连接到用电设备，如驱动电机等。上述驱动装置4分别与上述斩波电路3、控制处理器连接。
[0028]本实施例中，三相电源1分别为电源U
r
、电源U
s
和电源U
t
，向整流装置2供电以驱动用电设备工作。三相整流装置2的输入端与上述三相电源1连接，对上述三相电源1进行整流。三相整流装置2和上述斩波电路3通过直流母线连接，即上述三相整流装置2通过直流母线输出直流电，上述斩波电路3为单开关的斩波电路，对输入的直流母线的电源进行控制，以驱动与其连接的用电设备。上述驱动装置4与上述用电设备、控制处理器以及上述斩波电路3连接。其中，上述控制处理器向上述驱动装置4输入给定控制信号V
ref
以及调制信号V
in
，上述斩波电路3向上述驱动装置4输入的信号作为反馈信号。上述驱动装置4的输出信号PWM信号控制上述斩波电路3中开关器件的通断。
[0029]上述斩波电路3的开关器件SW由上述驱动装置4的输出信号PWM控制，通过上述输出信号PWM的脉冲占空比控制上述斩波电路的输出电压。
[0030]上述驱动装置4中包括有控制器，可以根据获取到的主电路以及负载中电压、电流等信息，以及指示信息，确定出控制上述开关器件SW开关的某种占空比的PWM信号。
[0031]继续参考图，图2示出了应用于本申请中低谐波单开关功率因数调制方法的实施例的流程示意图。如图2所示，低谐波单开关功率因数调制方法包括如下步骤：
[0032]步骤1，获取三相整流输出电压的单开关斩波电路的运行信息。
[0033]在本实施例中，应用于低谐波单开关功率因数调制方法的控制系统，获取三相整流输出电压的单开关斩波电路的运行信息。其中，上述运行信息包括三相电源的电压、电流以及斩波电路输出负载电压。即上述驱动装置4获取上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低谐波单开关斩波电路功率因数控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取三相整流输出单开关斩波电路的运行信息，所述运行信息包括三相电源的电压、电流以及斩波电路输出负载电压；根据所述运行信息，基于预先设定的算法逻辑确定出用于控制斩波电路中单开关的驱动信号的占空比；根据所述占空比信息调制控制所述单开关的PWM波。2.根据权利要求1所述的低谐波单开关功率因数调制方法，其特征在于，所述“根据所述运行信息，基于预先设定的算法逻辑确定出用于控制斩波电路中单开关的驱动信号的占空比”的步骤包括：根据所述运行信息，确定出所述三相电源中的电压值绝对值最小的电源电压，并将电压值标记为参考最小相电压；通过如下的公式确定出所述驱动信号的占空比：其中，d为驱动信号的占空比，T
S
为单开关器件的开关周期，L为输入电感，Z为输入阻抗，U
dc
为斩波电路输出负载电压，U
m
为三相电源中绝对值最小相电压，标记为参考最小相电压。3.根据权利要求2所述的低谐波单开关功率因数调制方法，其特征在于，所述驱动信号的占空比的确定通过如下步骤：在预设的条件下，根据伏秒平衡原理建立三相电源的平均电流公式，所述预设的条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁习兵，罗军昌，唐晓琳，高月，
申请(专利权)人：北京索德电气工业有限公司，
类型：发明
国别省市：