三相并网变流器中脉宽调制死区的补偿方法

摘要

本发明公开了一种三相并网变流器中脉宽调制死区的补偿方法，它的优点是能够解决因电流在过零点附近的振荡而造成的误补偿现象、实现对死区的实时补偿、显著提高输出电流的波形质量；它是通过由本发明定义的θ_e来判断死区补偿相及死区补偿的方向，并通过由本发明定义的t_e’来确定补偿电压量，然后结合死区补偿相及死区补偿的方向以及补偿电压量来确定最终的三相电压控制量，并由数字信号处理器根据所述三相电压控制量来控制三相并网变流器向电网输电。

主权项

1、一种三相并网变流器中脉宽调制死区的补偿方法，其特征在于，它由以下步骤实现：步骤一、首先通过整形电路将电网的任一一相电压的正弦波整形为与该正弦波同周期的方波，该方波的跳变沿与正弦波的过零点相一致，然后通过数字信号处理器对所述方波的周期和跳变沿进行采样，那么数字信号处理器将得到电网电压的周期Ts和过零点的时间点；在一个周期Ts内，数字信号处理器以某相的电压正向过零点的时间点作为周期Ts的起点，通过以下表达式计算得到一系列呈单调增长的θ_e：$k=\frac{\mathrm{Ts}}{\mathrm{Tc}},$Tc为三相并网变流器中开关管的开关周期；步骤二、由第一减法器用三相并网变流器的直流母线的预设电压参考量U_d^*减去三相并网变流器的直流母线的电压反馈量U_d，得到电压误差量ΔU_d；再由第一调节器对ΔU_d进行PI处理，从而得到三相并网变流器输入三相电网的有功电流参考信号i_p^*；再由第二减法器用i_p^*减去有功电流反馈量i_p，从而得到有功电流误差Δi_p；接着由第二调节器对Δi_p进行PI处理，从而得到有功电压控制量U_p；由第三减法器用三相并网变流器预设的无功电流参考量i_q^*减去无功电流反馈量i_q，从而得到无功电流误差Δi_q；接着由第二调节器对Δi_q进行PI处理，从而得到无功电压控制量U_q；最后通过空间矢量发生器将有功电压控制量U_p和无功电压控制量U_q生成三相电压控制量u_a、u_b、u_c，u_a＝u_msinθ_e+u_m3sin3θ_eu_b＝u_msin(θ_e-120°)+u_m3sin3θ_eu_c＝u_msin(θ_e+120°)+u_m3sin3θ_e；与所述三相电压控制量u_a、u_b、u_c相对应的相电流为：i_a＝i_R sin(θ_e+φ)i_b＝i_R sin(θ_e-120°+φ)i_c＝i_R sin(θ_e+120°+φ)其中，u_m为三相电压控制量的基波分量的幅值，u_m3为三相电压控制量的三次谐波分量的幅值，φ为在三相并网变流器向电网输出无功能量时相电流超前相电压的角度，i_R为相电流的电流幅值；在一个周期Ts内，数字信号处理器以某相的电压正向过零点的时间点作为周期Ts的起点，以相电流i_a、i_b、i_c中任一一相为零时的时间点作为分界点将周期Ts划分为六个区间，即根据θ_e将周期Ts划分为六个区间，在每个区间内，相电流i_a、i_b、i_c中必有一相的电流方向与其它两相的电流方向相反，那么数字信号处理器判断与其它两相的电流方向相反的这一相为死区补偿相，该死区补偿相的电流方向即为死区补偿的方向；步骤三、通过开关管的工作特性计算出开关管在死区时间内的实际导通时间t_s来确定死区的实际补偿时间t′_e，t′_e＝t_e-t_s，t_e为三相并网变流器的驱动电路所预设的死区时间；所述t′_e内的补偿电压量由以下表达式决定：$\mathrm{\Delta u}=t_e^{\prime }\times U_d^{*}/T_c;$步骤四、在t′_e内，所述数字信号处理器按照步骤二所确定的死区补偿相和死区补偿的方向以及步骤三所确定的Δu对死区补偿相进行补偿，定义三相并网变流器流向电网的方向为相电流的正方向，当死区补偿相的相电流的方向为正向时，死区补偿相的电压控制量加上Δu，当死区补偿相的相电流的方向为负向时，死区补偿相的电压控制量减去Δu。步骤五、在t′_e内，所述数字信号处理器以死区补偿相的经补偿后的电压控制量、其它不需补偿的两相的电压控制量作为最终的三相电压控制量来控制三相并网变流器的开关管向电网输电。