电压源型PWM整流器的并联结构及其整流器控制方法

摘要

本发明公开了属于电力电子应用技术领域的一种电压源型PWM整流器的并联结构及其整流器控制方法。所述电压源型PWM整流器的拓扑电路结构分为单相电压源型PWM整流器的并联结构、三相电压源型PWM整流器的并联结构，其控制方法是基于电网电压定向的矢量控制技术，采用电压外环、电流内环控制方式，将所并联的电压源型PWM整流器控制电路的外环电压调节器独立出来，形成一个公用的统一电压调节器，输出唯一的外环控制电压，将控制策略简化为单闭环电流控制，以解决并联电压源型PWM整流器能量流向的一致性问题，避免环流的产生，为电压源型PWM整流器多模块并联，实现大功率化、积木化、规模化应用提供技术保障。

主权项

一种电压源型PWM整流器的并联结构的控制方法，所述电压源型PWM整流器的拓扑电路结构分为单相电压源型PWM整流器的并联结构、三相电压源型PWM整流器的并联结构以及以三相电压源型PWM整流器的并联结构为模块的多模块三相电压源型PWM整流器的并联结构；所述单相电压源型PWM整流器的并联结构是指主电路由采用具有反并联二极管的功率开关管构成上臂和下臂，上、下臂串联构成一个桥臂；两个桥臂并联组成单相全桥，直流侧并联滤波电容器C，构成典型的单相电压源型PWM整流器；再由多个单相电压源型PWM整流器并联组成单相电压源型PWM整流器的并联结构，各个桥式整流电路的交流取自同一个交流电源，直流端并联构成直流母线，共同分担直流负载RL；所述三相电压源型PWM整流器的并联结构是指主电路由三个单相电压源型PWM整流器并联组成的电路，各相采用具有反并联二极管的功率开关管构成上臂和下臂，上、下臂串联构成一个桥臂；三个桥臂并联组成三相桥式电路，三相交流电源火线经三相线性电感L接入各相桥臂的上下臂连接处，直流侧并联滤波电容器C，构成典型的三相电压源型PWM整流器；直流端并联构成直流母线，共同分担直流负载RL；所述多模块三相电压源型PWM整流器的并联结构是以三相电压源型PWM整流器的并联结构为一个模块，1‑N个并联，其中，N为2‑20的正整数；直流端并联构成直流母线，共同分担直流负载RL；其特征在于，该控制方法将外环的电压调节器独立出来，形成一个公用的统一电压调节器；基于电网电压定向的矢量控制技术，采用双闭环控制，外环为电压控制环，内环为网侧电流控制环，a.外环以直流输出电压信号作为电压反馈量， 经R1，R2电阻网络(1)分压、直流母线电压采样(2)获得电压反馈量Udc，以给定电压Udc*为恒值目标，Udc和Udc*经第三加法器(16)处理，通过电压调节器(3)进行比例‑积分运算输出控制电流id*；b.内环分为d轴电流调节器(4)和q轴电流调节器(5)，过程是先将三相瞬时交流电流经数学变换，解耦得到与电压合成矢量同方向的直流电流分量id、与电压合成矢量垂直的直流电流分量iq；由于id与电压合成矢量同方向，因此id称为电流有功分量，控制id可调节整流器的有功功率，即直流母线电压，同理iq称为电流无功分量，控制iq可调节整流器的无功功率。