[发明专利]一种电流定向的Vienna整流器控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种电流定向的Vienna整流器控制系统及方法，获取Vienna整流器的运行状态数据，包括三相电网电压和三相电网电流；根据电流定向的电路相量图，基于三相电网电压和三相电网电流得到Vienna整流器电压方程；根据电压方程依次通过Clark和park变换得到旋转坐标系下参考电压方程，运用PI+前馈控制得到目标控制量，通过Clark和park反变换得到三相参考电压，利用三相电压驱动Vienna整流器相应开关管动作。本发明从根本上解决了Vienna整流器过零点畸变问题，实现电网电流正弦，提高电能质量。

技术领域

本发明属于Vienna整流器控制技术领域，具体涉及一种电流定向的Vienna整流器控制系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，Vienna整流器受到广泛关注。相比于两电平变换器，Vienna整流器有更小的dv/dt，更低的电流总畸变率和更高的功率密度。相比于传统NPC拓扑，Vienna整流器有更低的损耗，更高的功率密度和更大的功率容量。基于以上优点，Vienna整流器被广泛应用于通讯系统，风力发电系统和PFC电路等场合。

由于拓扑结构的特殊性，Vienna整流器存在固有的过零点畸变问题，其产生的本质原因是电流与参考电压存在相位差，使得整流器实际输出的矢量与目标矢量不相同，造成电流过零点畸变，影响电网电流质量。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种电流定向的Vienna整流器控制系统及方法，本发明从根本上解决了Vienna整流器过零点畸变问题，实现电网电流正弦，提高电能质量。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种电流定向的Vienna整流器控制方法，包括以下步骤：

获取Vienna整流器的运行状态数据，包括三相电网电压和三相电网电流；

根据电流定向的电路相量图，基于三相电网电压和三相电网电流得到Vienna整流器电压方程；

根据电压方程依次通过Clark和park变换得到旋转坐标系下参考电压方程，运用PI+前馈控制得到目标控制量，将目标控制量通过Clark和park反变换得到三相参考电压；

利用三相参考电压驱动Vienna整流器相应开关管动作。

作为可选择的实施方式，根据电流定向的电路相量图，基于三相电网电压和三相电网电流得到Vienna整流器电压方程的具体过程包括：Vienna整流器电压方程为：

其中v_a、v_b、v_c为三相整流器侧电压，L、R分别为电感和电感上寄生电阻，e_a、e_b、e_c为三相电网电压，i_a、i_b、i_c为三相电网电流。

作为可选择的实施方式，根据电压方程通过Clark变换的过程包括：根据电压方程通过Clark变换得到两相静止坐标系下电压方程为

其中v_α、v_β、e_α、e_β、i_α、i_β分别为参考电压、电网电压和电网电流在αβ轴的分量。

作为可选择的实施方式，通过park变换的具体过程包括：

利用park变换得到旋转坐标系下参考电压方程为：