本实用新型专利技术涉及基于预测电流控制的三相PWM整流装置，属于电力电子交流技术领域。本实用新型专利技术包括三相PWM整流器装置，控制系统采用数字信号处理器DSP来实现，主要包括预测电流控制、数字PI调节器、主电路、交流电压采样调理电路和交流电流采样调理电路。本实用新型专利技术采用两相静止坐标系下的预测电流控制，电压外环采用PI调节器，其输出值为三相指令电流的幅值，指令电流的幅值与电网输入交流电压相位信号相乘后得到指令电流，再经过3/2变换得到两相(α-β)静止坐标系下的指令电流，通过计算得到整流器输入侧的指令电压。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及基于预测电流控制的三相PWM整流装置，属于电力电子交流
技术介绍
目前在电力电子的应用领域中，绝大多数的变流装置都采用了 PWM整流环节，PWM整流器系统的关键是对电流的控制，电流控制策略主要分为两种，一种是间接电流控制，另外一种是直接电流控制。间接电流控制，即幅相控制，提出时间较早，在控制结构中不引入交流侧电流采样值，而依据交流侧电压计算调制电压，从而间接控制交流侧电流。直接电流控制，即在控制结构中引入交流侧电流采样，与电流参考值相比较，构造电流闭环，从而可以提高对电流控制的精度以及系统的响应速度。直接电流控制的电流闭环形式主要有滞环比较和PI调节两种，这是目前广泛采用的一种控制策略。PWM整流器不仅能够实现整流器的整流输出电压在一定范围内可调，而且能够使得网侧电流的正弦化，网侧功率因数可调。因此，PWM整流器目前是电力电子领域中研究的执占。而且这些整流环节大多数采用的是电力电子器件所构成的可控整流源或者不可控整流源，这样就不可避免的给电网带来了污染，主要是因为对电网注入了大量的电流谐波，并降低了电网的功率因数。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术在于提供一种基于预测电流控制的三相PWM整流装置。本技术包括三相PWM整流器装置，控制系统采用数字信号处理器DSP来实现， 主要包括预测电流控制、数字PI调节器、主电路、交流电压采样调理电路和交流电流采样调理电路。预测电流控制连接数字PI调节器、调节器连接主电路、主电路连接预测电流控制。本技术采用两相静止坐标系下的预测电流控制，电压外环采用PI调节器，其输出值为三相指令电流的幅值，指令电流的幅值与电网输入交流电压相位信号相乘后得到指令电流，再经过3/2变换得到两相(α 静止坐标系下的指令电流，通过计算得到整流器输入侧的指令电压。上述的三相PWM整流器的主电路采用了六开关三相半桥式电路拓扑，功率开关器件选择了 IGBT。上述交流电压采样调理电路和交流电流采样调理电路，交流电压和电流信号分别通过电压传感器和电流传感器得到采样信号，然后电压信号和电流信号分别通过电压第一级运放进行放大(缩小)处理和电流第一级运放进行放大(缩小)处理，再经过电压第二级运放和电流第二级运放将采样信号转换为DSP可以接受的0 3. 3V的电压信号。本技术的优点本技术采用了两相静止坐标系下的预测电流控制，可获得简单的设计方法。由于相关量在α、β轴上的分量相互独立，实现了解耦，因此控制算法简单，易于数字化实现。附图说明图1为本技术的主电路拓扑图；图2为交流电压采样调理电路；图3为交流电流采样调理电路；图4为本技术的电路简图。图中；1、预测电流控制，2、数字PI调节器，3、电压传感器，4、交流电压一级运算放大，5、交流电压二级运算放大，6、电流传感器，7、交流电流一级运算放大，8、交流电流二级运算放大，9、主电路。具体实施方式三相PWM整流器装置采用两相静止坐标系下的预测电流控制1，电压外环采用数字PI调节器2，其输出值为三相指令电流的幅值，指令电流的幅值与电网输入交流电压相位信号相乘后得到指令电流，再经过3/2变换得到两相(α 静止坐标系下的指令电流， 通过计算得到整流器输入侧的指令电压。实现过程如下附图1为三相整流装置的主电路拓扑图，通过对主电路拓扑的数学分析，可以得到三相(a-b-c)静止坐标系方程如下( di(々+衍J<Ulvi=eh-{Ld^+Rih)⑴at diUr^ei.-(L-^ +Ric) at采用变换矩阵0)，将三相(a-b-c)静止坐标系下的三相系统变换到两相(α-β) 静止坐标系中。、—丄―丄^ r = 2 2 2"p"hc 3 0 λ/3L T "TJ(2)式(3)为系统在两相(α - β )坐标系中的方程\U =e -(L^ +Ri ) ‘‘ dt(3)从式(3)可以看出，通过控制Ua，Ue的值，可以改变交流电流ia，ie，对式(3)各量在(tk，tk+1)时间间隔内取平均值，可以得到広=e —丄么十Ts 1 dt aJ4权利要求1.基于预测电流控制的三相PWM整流装置，其特征在于预测电流控制(1)连接数字 PI调节器O)、调节器⑵连接主电路(9)、主电路(9)连接预测电流控制(1)。专利摘要本技术涉及基于预测电流控制的三相PWM整流装置，属于电力电子交流
本技术包括三相PWM整流器装置，控制系统采用数字信号处理器DSP来实现，主要包括预测电流控制、数字PI调节器、主电路、交流电压采样调理电路和交流电流采样调理电路。本技术采用两相静止坐标系下的预测电流控制，电压外环采用PI调节器，其输出值为三相指令电流的幅值，指令电流的幅值与电网输入交流电压相位信号相乘后得到指令电流，再经过3/2变换得到两相(α-β)静止坐标系下的指令电流，通过计算得到整流器输入侧的指令电压。文档编号H02M7/219GK202231630SQ20112022628公开日2012年5月23日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日专利技术者周长亮, 李海泉, 滕传龙 申请人:大连大工安道船舶技术有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：滕传龙，李海泉，周长亮，
申请(专利权)人：大连大工安道船舶技术有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：
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