專利名稱：可逆式pwm整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種PWM整流器控制單元，尤其是涉及一種可逆式PWM整流器。
背景技術(shù)：
目前，脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)已廣泛地運用在各種變流裝置中，然而，電力電子裝置中的功率器件大多工作在開關(guān)狀態(tài)，從而對電網(wǎng)注入了大量諧波以及無功，造成了嚴重的污染，而且總的功率因數(shù)較低，大量應(yīng)用后所導(dǎo)致的電磁兼容問題可能會造成更嚴重的后果，所以必須加以限制。要解決上述問題最根本的措施就是要求變流裝置實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流正弦化，且運行于單位功率因數(shù)。將PWM技術(shù)引入整流器的控制之中是一個極為有效的措施，當PWM整流器運行于整流狀態(tài)時，網(wǎng)側(cè)電壓、電流同相；當PWM整流器運行于有源逆變狀態(tài)時，其網(wǎng)側(cè)電壓和電流反相。這樣，PWM整流器作為各種電力電子應(yīng)用系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口， 將變流技術(shù)與微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)相結(jié)合，為整流器性能的改進提供了變革性的思路和手段，PWM整流器模型結(jié)構(gòu)如圖I所示。隨著PWM整流器技術(shù)的發(fā)展，分類方法多種多樣，最典型的是按直流儲能形式來分，有電壓型和電流型，電壓型PWM整流器(VSR)的特征是直流側(cè)采用電容進行直流儲能，從而使VSR直流側(cè)呈低阻抗的電壓源特性，而電流型PWM整流器(CSR)的拓撲結(jié)構(gòu)的特征是直流側(cè)采用電感進行直流儲能，從而使CSR直流側(cè)呈高阻抗的電流源特性。國內(nèi)最常見的PWM整流器的控制策略就是直接和間接電流控制。間接電流控制技術(shù)主要是以相幅控制(PAC)為代表，其優(yōu)點在于控制相對簡單，但動態(tài)響應(yīng)不夠快，對有些參數(shù)過于敏感，而直接電流控制雖可以獲得較高品質(zhì)的電流響應(yīng)，但是控制結(jié)構(gòu)和算法比較復(fù)雜?？臻g矢量PWM(SVPWM)控制策略是依據(jù)變流器空間電壓(電流)矢量切換來控制變流器的一種策略，空間矢量的簡化算法，可以根據(jù)參考電壓空間矢量在坐標系上的分量，直接計算電壓空間矢量在各個扇區(qū)內(nèi)的作用，簡化了運算過程，便于硬件實現(xiàn)。和電流控制技術(shù)相比，功率控制技術(shù)是上世紀90年代提出的一種新型控制策略，將有功功率和無功功率用于PWM變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)中。功率控制技術(shù)的發(fā)展主要是由于電流控制技術(shù)的算法和調(diào)制模塊比較復(fù)雜，需要由DSP或多片單片機才能實現(xiàn)，而VSR功率控制技術(shù)具有功率因數(shù)高，THD低，無PWM調(diào)制模塊，低諧波干擾等優(yōu)點，最常見的就是直接功率控制技術(shù)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種計算量小、動態(tài)控制響應(yīng)好的可逆式PWM整流器。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種可逆式PWM整流器，該整流器接在三相交流電源上，所述的整流器包括功率開關(guān)管橋路和控制回路，所述的功率開關(guān)管橋路分別連接控制回路和三相交流電源，所述的控制回路的輸入端連接三相交流電源，輸出端連接功率開關(guān)管橋路，所述的控制回路控制功率開關(guān)管橋路的功率輸出。所述的控制回路包括測量濾波回路、軟件鎖相環(huán)、相位調(diào)整單元、直流電壓反饋單元和滯環(huán)比較控制單元，所述的測量濾波回路的輸入端連接三相交流電源，輸出端連接軟件鎖相環(huán)，所述的軟件鎖相環(huán)、相位調(diào)整單元、直流電壓反饋單元和滯環(huán)比較控制單元依次連接，所述的滯環(huán)比較控制單元輸入端連接三相交流電源，輸出端連接所述功率開關(guān)管橋路，所述的直流電壓反饋單元與功率開關(guān)管橋路連接。所述的測量濾波回路包括傳感器、取樣電路、運算放大器、AD轉(zhuǎn)換芯片和模擬濾波電路，所述的傳感器、取樣電路、運算放大器、AD轉(zhuǎn)換芯片和模擬濾波電路依次連接，所述的傳感器輸入端與三相交流電源連接，所述的模擬濾波電路的輸出端與軟件鎖相環(huán)連接，所述的測量濾波回路的輸出信號為三相電壓采樣值Ua、Ub、U。， -ひ」レ,。。_·[0012]其中，Va為A相電壓值，VaW為B相電壓值，VaeJ120^為C相電壓值。所述的軟件鎖相環(huán)對輸入信號的頻率進行自動跟蹤，消除因濾波回路采樣不同步造成的誤差，軟件鎖相環(huán)首先將輸入的ua、ub、u。通過反饋與矩陣變換后得到含有相角0與角頻率《信息的電壓U (t)，即
°?！笍S召ノ.240。
1/(0 = T1 Vaej24° cos a+ T2 a sin 沒 Vaeji20'\ド,。-其中，ァ1=署'-I -I' 72=|Y然后將連續(xù)的相電壓u(t)線性化，可積分得到角頻率誤差A(yù) Co，即A co = ku / A u (t) dt = ku / U ( A co , A t) dt其中ku為電壓比例修正系數(shù)。則角頻率o = co。+A co = 2 Ti f0+ A co其中，fQ= 5OHz最后得到軟件鎖相環(huán)的輸出信號，即電壓相位ev = / dt。所述的相位調(diào)整單元將軟件鎖相環(huán)輸出的電壓相位0 v調(diào)整為電流相位0 X，M=必-デ所述的直流電壓反饋單元包括PI調(diào)節(jié)器，直流電壓反饋單元的輸入信號包括相位調(diào)整單元輸出的電流相位0 i和功率開關(guān)管橋路的直流側(cè)電壓Vd。，輸出信號為三相等效電流信號r a、r b、r c,
權(quán)利要求1.一種可逆式PWM整流器，該整流器接在三相交流電源上，其特征在于，所述的整流器包括功率開關(guān)管橋路和控制回路，所述的功率開關(guān)管橋路分別連接控制回路和二相交流電源，所述的控制回路的輸入端連接三相交流電源，輸出端連接功率開關(guān)管橋路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可逆式PWM整流器，其特征在于，所述的控制回路包括測量濾波回路、軟件鎖相環(huán)、相位調(diào)整單元、直流電壓反饋單元和滯環(huán)比較控制單元，所述的測量濾波回路的輸入端連接三相交流電源，輸出端連接軟件鎖相環(huán)，所述的軟件鎖相環(huán)、相位調(diào)整單元、直流電壓反饋單元和滯環(huán)比較控制單元依次連接，所述的滯環(huán)比較控制單元輸入端連接三相交流電源，輸出端連接所述功率開關(guān)管橋路，所述的直流電壓反饋單元與功率開關(guān)管橋路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可逆式PWM整流器，其特征在于，所述的測量濾波回路包括傳感器、取樣電路、運算放大器、AD轉(zhuǎn)換芯片和模擬濾波電路，所述的傳感器、取樣電路、運算放大器、AD轉(zhuǎn)換芯片和模擬濾波電路依次連接，所述的傳感器輸入端與三相交流電源連接，所述的模擬濾波電路的輸出端與軟件鎖相環(huán)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可逆式PWM整流器，其特征在于，所述的直流電壓反饋單元包括PI調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可逆式PWM整流器，其特征在于，所述的滯環(huán)比較控制單元包括依次連接的滯環(huán)控制器和上升沿檢測器。
專利摘要本實用新型涉及一種可逆式PWM整流器，該整流器接在三相交流電源上，所述的整流器包括功率開關(guān)管橋路和控制回路，所述的功率開關(guān)管橋路分別連接控制回路和三相交流電源，所述的控制回路的輸入端連接三相交流電源，輸出端連接功率開關(guān)管橋路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有能夠保證網(wǎng)側(cè)輸出的正弦性和單位功率因數(shù)、動態(tài)控制響應(yīng)好、計算量小等優(yōu)點。
文檔編號H02M7/217GK202524311SQ201220105788
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者舒觀瀾 申請人:上海利思電氣有限公司