[发明专利]一种三相四开关功率变流器的不平衡补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种三相四开关功率变流器的不平衡补偿控制方法,为了实现无功和负序的补偿，针对三相四开关功率变流器的电压外环控制，提出了一种2次纹波消除器，能够消除直流侧电压跟踪误差中的2次纹波，避免系统的3次谐波输出；针对直流侧两电容的均压控制，提出了一种基次纹波消除器，能够消除两电容电压差中的基次纹波，实现装置的正常稳定运行；针对三相四开关功率变流器的电流内环控制，提出了一种PR反馈控制+前馈控制的集成控制方法，实现输出电流的快速跟踪，有效提高了系统的动态控制性能。

主权项

1.一种三相四开关功率变流器的不平衡补偿控制方法，三相四开关功率变流器包括三相四开关逆变器；三相四开关逆变器包括两个并联的开关臂，所述开关臂包括两个串联的开关管，三相四开关逆变器的直流侧包括两个串联的电容，所述直流侧与所述开关臂并联；所述三相四开关逆变器的每个开关臂、直流侧各通过一个输出滤波电感与三相电网连接，其特征在于，该方法为：1）将三相四开关逆变器直流侧参考电压U_ref与检测到的直流侧电压u_dc相减，得到三相四开关逆变器直流侧电压跟踪误差△u_dc；2）将直流侧电压跟踪误差△u_dc送入2次纹波消除器，得到三相四开关逆变器直流侧电压跟踪误差的直流分量△E，然后经过PI控制器的调节处理后输出直流侧电压跟踪误差的调节指令I_M；3）将调节指令I_M分别乘以三相四开关逆变器两开关臂的电压同步信号sy_a和sy_b，得到三相四开关功率变流器两开关臂的调压指令信号i_da、i_db：ida=IM*syaidb=IM*syb;]]>4）检测三相四开关逆变器直流侧两电容的电压差△u，然后将△u送入基次纹波消除器，得到三相四开关逆变器直流侧两电容电压差的直流误差△e；5）将两电容电压差的直流误差△e送入PI控制器，得到三相四开关逆变器直流侧两个电容的均压调制指令△I_n；6）根据调压指令信号i_da、i_db，均压调制指令△I_n以及无功和负序参考补偿信号和得到电流内环的总参考指令电流信号i_ar、i_br：iar=iCar+ida+ΔInibr=iCbr+idb+ΔIn;]]>7）将电流内环的总参考指令电流信号i_ar和i_br分别减去检测到的三相四开关逆变器两开关臂的输出电流信号i_Ca和i_Cb，得到电流误差信号e_a和e_b；8）将电流误差信号e_a和e_b分别送入电流内环PR控制器，得到三相四开关逆变器的动态调节信号△d_a和△d_b；9）根据前馈控制环节，求得三相四开关逆变器稳定时两开关臂的期望占空比信号d_a1和d_b1分别为：da1=vSacudc-2LudcdiCardt-LudcdiCbrdt+12=vSac-2uLar-uLbrudc+12db1=vSbcudc-LudcdiCardt-2LudcdiCbrdt+12=vSbc-uLar-2uLbrudc+12;]]>其中，v_Sac和v_Sbc为三相电网的线电压，L为输出滤波电感值，和为三相四开关逆变器稳态时输出滤波电感的期望基波电压；10）根据三相四开关逆变器的动态调节信号△d_a和△d_b，以及三相四开关逆变器稳定时两开关臂的期望占空比信号d_a1和d_b1，计算出三相四开关逆变器的两开关臂的总占空比信号d_a和d_b：da=Δda+da1db=Δdb+db1;]]>11）根据三相四开关逆变器两开关臂的总占空比信号d_a和d_b，通过PWM环节，得到三相四开关逆变器的开关管驱动信号，驱动开关管输出期望的电压和电流信号。