[实用新型]一种基于空间矢量新型算法的三相PWM整流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及了一种基于空间矢量新型算法的三相PWM整流装置，属于电力电子、变流技术、智能控制领域。

背景技术

高效、无污染地利用电能是目前世界各国普遍关注的问题。传统的二极管整流和相控整流需要电网提供大量的无功功率，同时给电网带来严重的谐波污染，这种严重的谐波污染会影响电网的安全运行和其它电子设备正常工作，低功率因数降低电能的有效利用率。因此，电力系统中无功功率和谐波补偿成为迫切需要解决的问题

发明内容

本实用新型是为了弥补上述技术缺陷，提供了一种无需非线性运算的SVPWM算法的三相PWM整流装置，该系统给出了扇区判断和调制波占空比计算的方法，实现了三相PWM整流器高功率因数和低电流谐波畸变。

本实用新型的技术方案在于：一种基于空间矢量新型算法的三相PWM整流装置，主要包括空间矢量调制模块、控制系统、主电路、隔离、反馈电路、调节器及其他辅助电路，采用的空间矢量新型算法对PWM整流系统进行控制，整流器交流输入端的相电压可视作直流侧电压在三组桥臂开关管处于不同开关状态而得，通过两相静止坐标系中的分量，进行CLARKE变换来判断指令电压所在扇区，并通过指令电压在所在扇区区域，获得相应矢量的占空比，从而得到相应的SVPWM控制信号。

所述的三相PWM整流器的主电路采用了六开关三相半桥式电路拓扑，功率开关器件选择智能功率模块IPM。

所述的隔离、反馈电路分布在IPM与DSP之间，由DSP发出的6路脉冲调制信号通过高速光耦TLP559送入IPM的PWM驱动信号引脚。

本实用新型的有益效果在于：采用的SVPWM算法简化了指令电压矢量所在扇区的判断和不同扇区PWM调制波占空比计算方法，避免了非线性运算，提高了程序的运算速度和计算精度，减少微处理器内存资源利用，并且可以提高开关频率，有效的减小了PWM整流器网侧电流谐波含量。

附图说明

图1为基于空间矢量调制的三相PWM整流器系统框图。

图2为本发明的主电路拓扑结构示意图。

图3为本发明基本空间矢量分布图。

图4扇区1中指令电压矢量合成示意图。

图5本发明的隔离、故障反馈电路示意图。

图中，1、空间矢量调制模块，2、控制系统，3、主电路，4、调节器。

具体实施方式

本实用新型的三相PWM整流器装置，采用的空间矢量新型算法对PWM整流系统进行控制，采用数字信号处理器DSP实现了控制系统的数字化，主要包括空间矢量调制模块1、控制系统2、主电路3、调节器4。

整流器交流输入端的相电压可视作直流侧电压在三组桥臂开关管处于不同开关状态而得。每个桥臂有两种状态，上桥臂导通时为“1”状态，下桥臂导通时为“0”状态。由于三组桥臂共有8种状态，因此电压空间矢量共有8种基本工作状态U₀(100)、U₆₀(110)、U₁₂₀(010)、U₁₈₀(011)、U₂₄₀(001)、U₃₀₀(101)、U₀₀₀(000)、U₁₁₁(111)，其中U₀～U₃₀₀是非零矢量，U₀₀₀和U₁₁₁是零矢量，附图2为基本空间矢量分布图。

为了确定指令电压U_ref所在扇区，我们将U_ref在两相静止坐标系中的分量进行CLARKE变换。