[发明专利]PWM整流器的控制设备以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PWM整流器的控制设备以及控制方法，特别涉及一种采用SVPWM技术的PWM整流器的控制设备以及控制方法。

背景技术

整流器的发展经历了由不控整流器（二极管整流）、相控整流器（晶闸管整流）到PWM整流器（门极关断功率开关管）的发展历程。传统的相控整流器存在以下问题：（1）晶闸管换相引起电网电压波形畸变（2）网侧谐波电流对电网产生谐波“污染”（3）深控时网侧功率因数低（4）闭环控制时动态响应相对较慢。二极管整流器改善了网侧功率因数，但仍会产生网侧谐波电流而“污染”电网，另外二极管整流器的不足还在于其直流电压的不可控性。PWM整流器克服了上述缺点，可以取得以下优良性能：（1）网侧电流为正弦波（2）网侧功率因数控制（3）电能双向传输（4）较快的动态控制响应。因此PWM（脉冲宽度调制）整流器取得了更为广泛和重要的应用。

但是，传统的PWM整流器的控制存在计算复杂、损耗高等问题。

发明内容

有鉴于现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种新型的采用SVPWM技术的PWM整流器的控制设备以及控制方法。

本发明的一方面在于提供一种PWM整流器的控制方法，其包括：步骤1）、确定PWM整流器期望输出的线电压u_ab，u_bc，u_ca；步骤2）、根据u_ab，u_bc，u_ca的极性，确定用来表示指令电压矢量的开关矢量(k_a，k_b，k_c)，其包括两个非零矢量和两个零矢量，其中k_a，k_b，k_c为1分别表示a，b，c桥臂上管导通,k_a，k_b，k_c为0分别表示a，b，c桥臂下导通；步骤3）、基于步骤2）确定的非零矢量和零矢量和a，b，c三相的电流大小，确定a，b，c三相的开关时刻（T_a，T_b，T_c）；和步骤4）、基于步骤3）确定的a，b，c三相的开关时刻（T_a，T_b，T_c）控制PWM整流器a，b，c三相的开关元件。

本发明的另一方面在于提供一种PWM整流器的控制设备，其包括：线电压确定模块，其用于确定PWM整流器期望输出的线电压u_ab，u_bc，u_ca；开关矢量确定模块，其用于根据u_ab，u_bc，u_ca的极性，确定用来表示指令电压矢量的开关矢量(k_a，k_b，k_c)，其包括两个非零矢量和两个零矢量，其中k_a，k_b，k_c为1分别表示a，b，c桥臂上管导通,k_a，k_b，k_c为0分别表示a，b，c桥臂下导通；开关时刻确定模块，其用于基于开关矢量确定模块确定的非零矢量和零矢量和a，b，c三相的电流大小，确定a，b，c三相的开关时刻（T_a，T_b，T_c）；和开关元件控制模块，其用于基于开关时刻确定模块确定的a，b，c三相的开关时刻（T_a，T_b，T_c）控制PWM整流器a，b，c三相的开关元件。

依照本发明，根据PWM整流器期望输出的线电压的极性直接定位空间电压矢量，与传统的SVPWM技术相比，省略了复杂的坐标变换和反三角变换，明显降低了运算量。

此外，依照本发明，通过将PWM作用时间分为五段进行控制，且使三相中的一相在一个PWM周期内恒为高或恒为低，可以有效地降低开关损耗。

附图说明

图1为PWM整流器的硬件控制原理框图；

图2为为图1中的电流采集电路和DSP控制电路的原理框图；

图3为三相PWM整流器主电路；

图4为各扇区线电压极性分布示意图；

图5为第一扇区A相恒高开关矢量作用时序图；

图6为第一扇区C相恒低开关矢量作用时序图；