一种用于Vienna整流器的控制器，该Vienna整流器接收三相三线交流输入并在正母线、负母线和零线上产生三电平直流输出，该控制器包含交流相位检测器、电压控制器、电流参考生成器、电流控制器、零序调制器以及PWM生成器，对Vienna整流器中的开关元件进行控制。该控制器能够进行正负母线电压平均值控制和电流波形控制，并能抑制Vienna整流器的正负母线电压不平衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及三相三线Vienna整流器电路的控制。
技术介绍
随着电力电子技术的迅猛发展，大量非线性元件的使用给电网注入了严重的谐波污染。为了解决谐波危害、满足谐波标准，除了在电网用户端实施被动谐波补偿外，还可在电力电子设备的内部引入功率因数校正技术(PFC)。Vienna整流器是一种优秀的有源功率因数校正拓扑。相比于三相全桥PWM整流器，Vienna整流器具有结构简单、成本低廉、效率高、可靠性高、无桥路直通危险等优点，相比于传统的PFC设备，Vienna PFC技术具有重量轻、体积小、校正效果好等优点，因此具有良好的应用前景。尽管当前文献中对三相四线Vienna整流器有较多的研究，然而，Vienna整流器在三相三线系统中的控制和应用仍存在研究和改进的空间。
技术实现思路
开发本专利技术以解决上面提到的问题。根据本专利技术一实施形态，提出了一种用于三相三线Vienna整流器的控制器,该Vienna整流器接收交流输入并在正母线、负母线和零线上产生三电平直流输出，该控制器包含:交流相位检测器，其检测输入Vienna整流器的交流电压Vx的相角0 ；电压控制器，其由正负母线电压的平均值Vave和对于正负母线电压平均值的设定值，生成电流参考值的幅值lamp，以进行正负母线电压平均值控制；电流参考生成器，其接收来自交流相位检测器的交流电压相角e以及来自电压控制器的电流参考值幅值lamp，生成电流参考值Irefx ；电流控制器，其由输入Vienna整流器的交流电流Ix以及来自电流参考生成器的电流参考值Irefx，生成三相调制矢量Vmx，以进行电流波形控制；零序调制器，其由正负母线电压平均值Vave、来自电流控制器的三相调制矢量Vmx以及来自交流相位检测器的交流电压相角0，生成三相比较信号CMPRx ；PWM生成器，其由来自零序调制器的三相比较信号CMPRx以及一三角波信号，生成用于对Vienna整流器中的开关元件进行控制的PWM信号PWMx。在该控制器中，零序调制器被配置为:将来自电流控制器的三相调制矢量Vmx除以正负母线电压平均值Vave并进行限幅，得到中间矢量Dmx ；按照预定的算法计算变量DOmax和DOmin ；按照下式生成三相比较信号CMPRx:CMPRx = Dmx+D0,其中，DO根据预定的规则被选择为DOmax和DOmin中的一个，以抑制Vienna整流器的正负母线电压不平衡。在上述控制器中，优选为，变量DOmax和DOmin被计算为:DOmax = min (Dmaxa-Dma, Dmaxb-Dmb, Dmaxc-Dmc)，DOmin = max (Dmina-Dma, Dminb-Dmb, Dminc-Dmc),其中，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb、Dminc为在将交流输入周期进行平分所得到的6个扇区中对于A、B、C三相设置的变量，Dma,Dmb、Dmc分别为中间矢量Dmx对于A、B、C三相的分量，当检测到的交流电压相角0处于与0 60度的区间对应的扇区SecO中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb、Dminc 分别取 1、0、1、0、_1、0，当检测到的交流电压相角9处于与60 120度的区间对应的扇区Secl中时，Dmaxa、Dmaxb> Dmaxc、Dmina、Dminb>Dminc分别取1、0、0、0、-1、-1，当检测到的交流电压相角0处于与120 180度的区间对应的扇区 Sec2 中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb、Dminc 分别取 1、1、0、0、0、_1，当检测到的交流电压相角Q处于与180 240度的区间对应的扇区Sec3中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb> Dminc分别取0、1、0、_1、0、-1,当检测到的交流电压相角9处于与240 300 度的区间对应的扇区 Sec4 中时，Dmaxa、Dmaxb> Dmaxc、Dmina、Dminb> Dminc 分别取O、1、1、_1、0、0，当检测到的交流电压相角0处于与300 360度的区间对应的扇区Sec5 中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb> Dminc 分别取 0、0、1、-1、_1、0。根据本专利技术一实施形态，提出了一种用于三相三线Vienna整流器的控制方法，该Vienna整流器接收交流输入并在正母线、负母线和零线上产生三电平直流输出，该控制方法包含:检测输入Vienna整流器的交流电压Vx的相角0 ,由正负母线电压的平均值Vave和对于正负母线电压平均值的设定值，生成电流参考值的幅值lamp，以进行正负母线电压平均值控制；接收所检测的交流电压相角0以及所生成的电流参考值幅值lamp，生成电流参考值Irefx ；由输入Vienna整流器的交流电流Ix以及所生成的电流参考值Irefx,生成三相调制矢量Vmx，以进行电流波形控制；由正负母线电压平均值Vave、所生成的三相调制矢量Vmx以及所检测的交流电压相角e，生成三相比较信号CMPRx ；以及由所生成的三相比较信号CMPRx以及一三角波信号，生成用于对Vienna整流器中的开关元件进行控制的PWM信号PWMx。在该控制方法中，生成三相比较信号CMPRx的步骤被配置为:将来自电流控制器的三相调制矢量Vmx除以正负母线电压平均值Vave并进行限幅，得到中间矢量Dmx ；按照预定的算法计算变量DOmax和DOmin ；按照下式生成三相比较信号CMPRx:CMPRx = Dmx+D0,其中，DO根据预定的规则被选择为DOmax和DOmin中的一个，以抑制Vienna整流器的正负母线电压不平衡。在上述控制方法中，优选为，变量DOmax和DOmin被计算为:DOmax = min (Dmaxa-Dma, Dmaxb-Dmb, Dmaxc-Dmc)，DOmin = max (Dmina-Dma, Dminb-Dmb, Dminc-Dmc),其中，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb、Dminc为在将交流输入周期进行平分所得到的6个扇区中对于A、B、C三相设置的变量，Dma,Dmb、Dmc分别为中间矢量Dmx对于A、B、C三相的分量，当检测到的交流电压相角0处于与O 60度的区间对应的扇区SecO中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb、Dminc 分别取 1、0、1、0、_1、0，当检测到的交流电压相角9处于与60 120度的区间对应的扇区Secl中时，Dmaxa、Dmaxb> Dmaxc> Dmina、Dminb>Dminc分别取1、0、0、0、-1、-1，当检测到的交流电压相角0处于与120 180度的区间对应的扇区 Sec2 中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc、Dmina、Dminb、Dminc 分别取 1、1、0、0、0、_1，当检测到的交流电压相角Q处于与180 240度的区间对应的扇区Sec3中时，Dmaxa、Dmaxb、Dmaxc> Dmina、Dminb> Dminc分别取0、1、0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于Vienna整流器的控制器，该Vienna整流器接收三相三线交流输入并在正母线、负母线和零线上产生三电平直流输出，所述控制器的特征在于包含：交流相位检测器，其检测输入Vienna整流器的交流电压(Vx)的相角(θ)；电压控制器，其由正负母线电压的平均值(Vave)和对于正负母线电压平均值的设定值，生成电流参考值的幅值(Iamp)，以进行正负母线电压平均值控制；电流参考生成器，其接收来自交流相位检测器的交流电压相角(θ)以及来自电压控制器的电流参考值幅值(Iamp)，生成电流参考值(Irefx)；电流控制器，其由输入Vienna整流器的交流电流(Ix)以及来自电流参考生成器的电流参考值(Irefx)，生成三相调制矢量(Vmx)，以进行电流波形控制；零序调制器，其由正负母线电压平均值(Vave)、来自电流控制器的三相调制矢量(Vmx)以及来自交流相位检测器的交流电压相角(θ)，生成三相比较信号(CMPRx)；以及PWM生成器，其由来自零序调制器的三相比较信号(CMPRx)以及一三角波信号，生成用于对Vienna整流器中的开关元件进行控制的PWM信号(PWMx)，其中，零序调制器被配置为：将来自电流控制器的三相调制矢量(Vmx)除以正负母线电压平均值(Vave)并进行限幅，得到中间矢量(Dmx)；按照预定的算法计算变量D0max和D0min；按照下式生成三相比较信号(CMPRx)：CMPRx＝Dmx+D0，其中，D0根据预定的规则被选择为D0max和D0min中的一个，以抑制Vienna整流器的正负母线电压不平衡。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：全亚斌，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。