CN111416514B - 一种三相降压pfc电路并联均流控制方法 - Google Patents
一种三相降压pfc电路并联均流控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种三相降压功率因数校正电路并联均流控制方法,其控制方法采用多自由度多变量调节方法,无需通信线,不依赖通信,避免了通信中断或通信受到干扰会导致并联均流控制失效的问题,同时该方法属于多自由度多变量可控,在不同负载情况下实现***稳态和动态性能协同优化控制,具有工程应用价值。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域,具体涉及一种三相降压PFC电路并联均流控制方法。
背景技术
近年来电力电子技术飞速的发展,已广泛应用到军事工业、电力、通讯等领域。电力电子装置多数通过整流器与电力网接口,早期整流器是由二极管整流桥构成的非线性电路,在电网中产生大量电流谐波污染。抑制电力电子装置产生谐波的方法主要有两种:一是被动方法,即采用无源滤波或有源滤波电路来旁路或滤除谐波;另一种是主动方法,利用全控器件实现谐波抑制和功率因数校正。有源整流器作为功率因数校正方法之一,克服了传统整流器能量单向流动、低功率因数、高谐波含量等缺点,广泛应用于工业领域中。然而传统有源整流器内在的升压能力导致其应用受限,在特定的工业应用领域,如航空电流、数据中心***中需要降压功率因数校正电路,为了提升***容量和冗余度,通常采用并联多个三相降压PFC模块,由于模块硬件参数和控制性能的不一致性,并联模块间不可避免的产生环流。利用模块间通信的方式进行均流控制是目前常用的解决方案之一,然而此类基于通信的方式依赖于通信线,一旦通信中断或通信受到干扰会导致并联均流控制失效。下垂控制是常用的无通信线控制方法,广泛应用于电力电子变换器中。然而三相降压PFC(功率因数校正)电路具有自身特点,无法直接将下垂控制应用到***中,此外,下垂控制属于有差调节,影响***的控制精度。因此,亟需一种三相降压PFC电路并联均流控制方法。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种控制精度高、多个并联三相降压PFC模块之间无需通讯的一种三相降压PFC电路并联均流控制方法。
为解决上述问题,本发明所采取的技术方案是:
一种三相降压PFC电路并联均流控制方法,包括以下步骤:
步骤1:采样交流侧输入电流ia、ib、ic;
步骤2:采样电网电压ua、ub、uc,采样直流输出电压uo;
步骤3:ua、ub、uc经过abc/dq坐标变换输出ud、uq作为锁相环输入,锁相环输出相角θ;
步骤4:ia、ib、ic经过Clarke坐标变换得到Iα和Iβ;
步骤7:参考电流和Iα相减后经过PR控制器后,减去Iα经过N(s)/D(s)的输出量,得到调制信号mα,参考电流和Iβ相减后经过PR控制器后,减去Iβ经过N(s)/D(s)输出量,得到调制信号mβ,其中PR控制器的传递函数为其中kp_2、ki_2为控制系数,λ2∈(0,1),ω0电网电压基波角频率,j为虚部符号,g为调节系数,λ1为分数;
步骤8:将mα和mβ经过空间矢量调制SVPWM后得到驱动信号分别驱动三相降压PFC电路的六个开关管。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
1、本发明的方法无需通信线,不依赖通信,避免了通信中断或通信受到干扰会导致并联均流控制失效的问题。2、本发明的方法属于多自由度多变量可控,在不同负载情况下实现***稳态和动态性能协同优化控制。
附图说明
图1为一种三相降压PFC电路;
图2是本发明单个三相降压PFC电路控制方法原理图;
图3是本发明n个并联三相降压PFC电路控制方法原理图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步详细描述:
本发明提出了一种三相降压PFC电路并联均流控制方法,如图1所示,本发明的三相降压SPF电路包括:包括由六个开关管S1-S6组成的可控桥式整流电路,二极管DF、电感Ldc以及电容Cdc,其中二极管DF与并联在桥式整流电路输出端,二极管DF负极经电感Ldc连接电容Cdc一端,电容Cdc另一端连接二极管正极。三相降压SPF电路输入端经电感连接三相电网,输出端连接负载电阻RL,具体的:三相降压SPF电路的桥式整流电路的3个桥臂输入端分别经三个电感L1、L2、L3连接三相电网,三相电网各相电压分别为ua、ub、uc,在电感L1、L2、L3两端分别并联电容C1、C2、C3,其中电感L1=L2=L3,电容C1=C2=C3。
图2所示为单个三相降压功率因数校正电路控制方法,采样电网电压ua、ub、uc经过abc/dq坐标变换输出ud、uq作为锁相环输入,锁相环输出相角θ;
采样交流侧电流ia、ib、ic经过Clarke坐标变换得到Iα和Iβ;
参考电流和Iα相减后经过PR控制器后,减去Iα经过N(s)/D(s)输出量,得到调制信号mα,参考电流和Iβ相减后经过PR控制器后,减去Iβ经过N(s)/D(s)输出量,得到调制信号mβ,其中PR控制器的传递函数为其中kp_2、ki_2为控制系数,λ2∈(0,1),ω0电网电压基波角频率,g为调节系数,λ1为分数;
将mα和mβ经过空间矢量调制SVPWM后得到驱动信号分别驱动三相降压PFC电路的六个开关管。
图3为n个三相降压功率因数校正电路控制方法原理图,输入和输出分别连接至输入交流母线和输出直流母线,每个电路控制方案与图2方案相同,无需通信线即刻实现***并联均流控制。
综上,本发明提供了一种三相降压功率因数校正电路并联均流控制方法,无需通信线,不依赖通信,避免了通信中断或通信受到干扰会导致并联均流控制失效的问题,同时多自由度多变量调节功能使得***在不同负载情况下实现稳态和动态性能协同优化控制。
Claims (1)
1.一种三相降压PFC电路并联均流控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:采样交流侧输入电流ia、ib、ic;
步骤2:采样电网电压ua、ub、uc,采样直流输出电压uo;
步骤3:ua、ub、uc经过abc/dq坐标变换输出ud、uq作为锁相环输入,锁相环输出相角θ;
步骤4:ia、ib、ic经过Clarke坐标变换得到Iα和Iβ;
步骤7:参考电流和Iα相减后经过PR控制器后,减去Iα经过N(s)/D(s)的输出量,得到调制信号mα,参考电流和Iβ相减后经过PR控制器后,减去Iβ经过N(s)/D(s)输出量,得到调制信号mβ,其中PR控制器的传递函数为其中kp_2、ki_2为控制系数,λ2∈(0,1),ω0电网电压基波角频率,j为虚部符号,g为调节系数,λ1为分数;
步骤8:将mα和mβ经过空间矢量调制SVPWM后得到驱动信号分别驱动三相降压PFC电路的六个开关管。
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