用于三相三线电压型功率变换器的电流解耦控制方法

摘要

本发明提供了一种用于三相三线电压型功率变换器的三相电流解耦控制方法，是通过检测和比较交流侧负载或电源电压，得到其相位信息；通过检测交流侧线电流并与其相应的参考电流相减计算出相应的电流跟踪误差；然后根据得到的相位信息和电流跟踪误差，计算出虚拟两相电流误差，并通过两个独立的单相PWM电流控制器，产生虚拟两相PWM开关信号；再根据相位信息和虚拟两相PWM开关信号，通过逻辑运算得到三相PWM开关信号，以控制三相三线电压型功率变换器主电路功率开关管，实现三相电流解耦控制。本发明采用两个独立的单相PWM电流控制器，可实现三相三线电压型功率变换器三相电流的完全解耦控制，消除了三相电流的相互耦合关系。

主权项

1.一种用于三相三线电压型功率变换器的电流解耦控制方法，其特征是：通过检测和比较三相三线电压型功率变换器交流侧负载或电源的电压，得到该交流侧负载或电源的电压相位信息；通过检测三相三线电压型功率变换器交流侧线电流并与该交流侧线电流相应的参考电流相减计算出相应的电流跟踪误差；然后根据得到的相位信息和电流跟踪误差，计算出虚拟两相电流误差，并通过两个独立的单相PWM电流控制器，产生虚拟两相PWM开关信号；再根据前面得到的相位信息和虚拟两相PWM开关信号，通过逻辑运算得到三相PWM开关信号，以控制三相三线电压型功率变换器主电路功率开关管，实现三相电流解耦控制；包含以下具体步骤：步骤1：检测三相三线电压型功率变换器交流侧负载或电源的三相线电压u_AB、u_BC和u_CA，通过比较，得到与该交流侧负载或电源的三相线电压u_AB、u_BC和u_CA相位有关的三个逻辑信号W_a、W_b和W_c，即满足下列三条关系：关系1：当u_AB＞u_BC时，W_a＝逻辑“1”；反之，W_a＝逻辑“0”；关系2：当u_BC＞u_CA时，W_b＝逻辑“1”；反之，W_b＝逻辑“0”；关系3：当u_CA＞u_AB时，W_c＝逻辑“1”；反之，W_c＝逻辑“0”；步骤2：对步骤1得到的三个逻辑信号W_a、W_b和W_c进行下列异或非逻辑运算，得到另三个逻辑信号G_a、G_b和G_c，即：$\left\{\begin{array}{c}{G}_a=\overline{W_a\oplus W_b}\\ G_b=\overline{W_b\oplus W_c}\\ G_c=\overline{W_c\oplus W_a}\end{array}\right.;$步骤3：检测三相三线电压型功率变换器交流侧的三相线电流瞬时值信号i_a、i_b和i_c，然后减去其相应的参考电流信号i_aref、i_bref和i_cref得到相应的电流跟踪误差δ_a、δ_b和δ_c，即$\left\{\begin{array}{c}{\delta }_a=i_a-i_{\mathrm{aref}}\\ {\delta }_b=i_b-i_{\mathrm{bref}}\\ {\delta }_c=i_c-i_{\mathrm{cref}}\end{array}\right.,$再根据步骤2得到的三个逻辑信号G_a、G_b和G_c，求得虚拟两相电流误差δ_α^x和δ_β^x，即：关系4：当G_a＝逻辑“1”时，$\left\{\begin{array}{c}{\delta }_{\alpha }^x=(2{\delta }_b+{\delta }_c)=({\delta }_b-{\delta }_a)\\ {\delta }_{\beta }^x=(2{\delta }_c+{\delta }_b)=({\delta }_c-{\delta }_a)\end{array}\right.;$关系5：当G_b＝逻辑“1”时，$\left\{\begin{array}{c}{\delta }_{\alpha }^x=(2{\delta }_c+{\delta }_a)=({\delta }_c-{\delta }_b)\\ {\delta }_{\beta }^x=(2{\delta }_a+{\delta }_c)=({\delta }_a-{\delta }_b)\end{array}\right.;$关系6：当G_c＝逻辑“1”时，$\left\{\begin{array}{c}{\delta }_{\alpha }^x=(2{\delta }_a+{\delta }_b)=({\delta }_a-{\delta }_c)\\ {\delta }_{\beta }^x=(2{\delta }_b+{\delta }_a)=({\delta }_b-{\delta }_c)\end{array}\right.;$步骤4：将步骤3得到的虚拟两相电流误差δ_α^x和δ_β^x，分别作为两个独立的单相PWM电流控制器的电流误差输入信号，并分别产生虚拟两相PWM开关信号S_α和S_β；步骤5：根据步骤1得到的逻辑信号W_a、W_b和W_c，和步骤2得到的G_a、G_b和G_c，以及步骤3得到的虚拟两相PWM开关信号S_α和S_β，经过下列逻辑运算，便得到用于控制三相三线电压型功率变换器主电路功率开关管的三相PWM开关信号S_A、S_B和S_C，即：$\left\{\begin{array}{c}{S}_A=(W_a·G_a)+(S_{\beta }·G_b)+(S_{\alpha }·G_c)\\ S_B=(W_b·G_b)+(S_{\beta }·G_c)+(S_{\alpha }·G_a)\\ S_C=(W_c·G_c)+(S_{\beta }·G_a)+(S_{\alpha }·G_b)\end{array}\right.;$其中S_A、S_B和S_C等于逻辑“1”时，表示控制三相三线电压型功率变换器主电路相应相的上桥臂功率开关管导通，下桥臂功率开关管截止，等于逻辑“0”时，表示控制三相三线电压型功率变换器主电路相应相的下桥臂功率开关管导通，上桥臂功率开关管截止。