[发明专利]输出电压可控的降压型三相功率因数校正器

摘要

输出电压可控的降压型三相功率因数校正器，把广义有源电力滤波器引入到三相不可控整流单元中，并把三相不可控整流单元的输出直流电压反馈引入到能量可双向流动的三相电压型逆变器的控制中，通过幅值相位控制或者dq轴分量控制(矢量控制)实现三相不可控整流单元输出直流电压的控制。其中，三相不可控整流单元可以是6脉波不可控整流，也可以是12、18脉波及其它三相不可控整流单元；任意能量可双向流动的三相电压型逆变器均可以应用到本发明中，而且三相电压型逆变器只需处理谐波和部分无功功率。本发明具有谐波抑制性能优越、效率高、降压型和输出电压可控的优点。尤其适用于未来“多电飞机”中的航空三相功率因数校正。

主权项

输出电压可控的降压型三相功率因数校正器，该功率因数校正器由主电路、采样电路和控制电路构成；所述主电路中包括能量可双向流动的三相电压型逆变器、三相不可控整流单元、三相不可控整流单元后低通滤波器、三个电源侧电感和三个三相不可控整流单元前电感；其中，三个电源侧电感(Lsa、Lsb、Lsc)分别对应串接在三相电源和三个三相不可控整流单元前电感(Lda、Ldb、Ldc)之间，这三个三相不可控整流单元前电感(Lda、Ldb、Ldc)的另一端分别连接在所述三相不可控整流单元的三个交流输入端；所述三相不可控整流单元后低通滤波器是由电感(L1)和电容(C1)构成的二阶低通滤波器，或者仅由一个电容(C1)构成的一阶低通滤波器；所述能量可双向流动的三相电压型逆变器由三相逆变桥(BDPIB)和并联在该三相逆变桥(BDPIB)直流侧的电容(C2)构成，该能量可双向流动的三相电压型逆变器的交流端对应并接在三个电源侧电感(Lsa、Lsb、Lsc)和三个三相不可控整流单元前电感(Lda、Ldb、Ldc)的连接节点处；所述采样电路包括并联在该三相电源输入端以采样三相输入电压(va、vb、vc)的电压传感器单元(VT)、串联在三相电源输入端中任意两相以采样三相输出电流(ia、ib、ic)中的两相输入电流的两个电流传感器(CT1、CT2)、并联在能量可双向流动的三相电压型逆变器的直流侧以采样能量可双向流动的三相电压型逆变器直流侧电压(vdc)的电压传感器I(VT1)；所述电压传感器单元(VT)、两个电流传感器(CT1、CT2)和电压传感器I(VT1)的信号输出端都对应连接在控制运算单元(CONU)的连接端上；本发明的特征在于，在所述三相不可控整流单元的直流输出端并联一个电压传感器II(VT2)以采样该三相不可控整流单元的直流输出电压(vout)，该电压传感器II(VT2)的信号输出端也对应地连接在所述控制运算单元(CONU)的一个连接端上，以构成所述控制电路；所述控制运算单元(CONU)包括开关驱动产生单元I(GDU I)、调节器I、调节器II、减法器I(S1)和减法器II(S2)；其中，所述减法器I(S1)接收由所述采样电路得到的三相不可控整流单元直流输出电压(vout)与三相不可控整流单元直流输出参考电压(vout_ref)并进行减法运算，然后产生并向所述调节器I输入三相不可控整流单元直流输出电压误差信号(△vout)；所述减法器II(S2)接收由所述采样电路得到的能量可双向流动的三相电压型逆变器直流侧电压(vdc)与能量可双向流动的三相电压型逆变器直流侧参考电压(vdc_ref)并进行减法运算，然后产生并向所述调节器II输入能量可双向流动的三相电压型逆变器直流侧电压误差信号(Δvdc)；所述调节器I接收所述三相不可控整流单元直流输出电压误差信号(△vout)后，产生输入电流相位参考信号(θ*)，然后将该信号送给所述开关驱动产生单元I(GDU I)；所述调节器II接收所述能量可双向流动的三相电压型逆变器的直流侧电压误差信号(Δvdc)后，产生输入电流幅值参考信号(Is*)，然后将该信号送给所述开关驱动产生单元I(GDU I)；所述开关驱动产生单元I(GDU I)同时接收由采样电路得到的输入电流信号(ia、ib、ic)中任意两个输入电流信号和输入电压信号(va、vb、vc)，所述开关驱动产生单元I(GDU I)得到上述输入信号后，产生驱动所述能量可双向流动的三相电压型逆变器的驱动信号(S1、S2…Sn)。