一种抑制输出电压不平衡和谐波的三相UPS控制系统

摘要

本发明公开了一种用于抑制不间断电源(UPS)三相输出电压不平衡和谐波的控制系统，将不平衡输出电压分解为正序、负序和零序分量，通过3组PI控制器，第一组在Clarke坐标下，先用比例控制器P对输出电压进行初步控制，计算误差量；第二组在正向旋转坐标系中的积分控制器I对正序分量调节，第三组在反向旋转坐标系中的积分控制器对负序进行抑制；若抑制5次、7次谐波，则分别进行反向5倍基波角速度旋转坐标系和正向7倍基波角速度旋转坐标系中的PI控制。将上述5组PI控制器的输出相加之后，再经过空间矢量调制，可得到三相平衡输出电压，并大大减小了谐波失真。

主权项

一种抑制输出电压不平衡和谐波的三相UPS控制系统，其特征在于，控制系统包括：用于将三相电压从三相坐标变换到两相静止坐标的Clarke变换单元(100)，所述Clarke变换单元的输入端为UPS输出的三相电压的采样值，输出为UPS输出电压在两相静止坐标下的alpha分量值以及beta分量值；用于对输出电压进行初步调节，并计算误差量的两相静止坐标下的比例控制器(200)，所述比例控制器(200)包括两相静止坐标下的alpha分量减法器(210)及alpha分量比例控制器(220)和两相静止坐标下的beta分量减法器(230)及beta分量比例控制器(240)，所述alpha分量减法器(210)的第一输入端为VmCosθ，其中Vm用以控制输出电压的大小，所述alpha分量减法器(210)的第二输入端连接Clarke变换单元(100)的alpha分量值输出端，所述alpha分量减法器(210)的输出端为UPS输出电压与给定电压的差，并连接所述alpha分量比例控制器(220)，所述的alpha分量比例控制器(220)输出端为本UPS输出电压alpha分量的部分给定值；所述beta分量减法器(230)的第一输入端为VmSinθ，其中Vm用以控制输出电压的大小，所述beta分量减法器(230)的第二输入端连接Clarke变换单元(100)的beta分量值输出端，所述beta分量减法器(230)的输出端为UPS输出电压与给定电压的差，并连接所述beta分量比例控制器(240)，所述的beta分量比例控制器(240)输出端为本UPS输出电压beta分量的部分给定值；用于对正序电压进行调节的正向旋转坐标下的正序控制器(300)；用于对负序电压进行抑制的反向旋转坐标下的负序控制器(400)；用于对5次谐波进行补偿的反向5倍基波角速度旋转坐标系下的5次谐波控制器(500)；用于对7次谐波进行补偿的正向7倍基波角速度旋转坐标系下的7次谐波控制器(600)；根据将比例控制器(200)、正序控制器(300)、负序控制器(400)、5次谐波控制器(500)以及7次谐波控制器(600)输出求和得到的逆变电压控制量，控制输出电压的输出电压调节单元(700)。