一种维也纳整流电路的缺相控制方法

技术领域

本发明涉及一种维也纳整流电路的缺相控制方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

三相整流电路将三相交流电转换为直流电，广泛应用在各种工业场合。三相整流电路拓扑结构分为三相不控整流电路、三相相控整流电路、PWM整流电路、维也纳整流电路、降压整流电路等。维也纳整流电路具有开关器件少，开关管承受电压应力是直流侧母线电压一半，不需考虑上下桥臂直通和开关管死区设置等优点，得到了广泛的应用。

维也纳整流电路适用于三相供电电路，当发生缺相时，现有的常规控制方法是及时识别出缺相故障，然后停机保护，势必影响对负载的供电连续性。在特殊工业场合中，要求三相中任意缺一相时，维也纳整流电路正常输出，三相常规控制策略难以满足要求，需要研究一种新型的控制方法，使维也纳整流电路在缺相时可以正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：三相中任意缺一相时，维也纳整流电路不能正常工作。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种维也纳整流电路的缺相控制方法，所述维也纳整流电路为由3相电源、3相电感、6只整流二极管、3个由2只共源极MOS管组成的双向开关、串联母线电容和负载构成的常规电路，其特征在于，所述缺相控制方法包括以下步骤：

同时执行三相常规控制策略和三相缺相控制策略，由缺相切换控制单元根据锁相及缺相检测单元检测出的缺相信息选择三相常规控制策略或三相缺相控制策略产生的驱动信号之一作为最终的驱动信号

优选地，所述缺相切换控制单元接收所述锁相及缺相检测单元产生的缺相信息进行正常运行状态和缺相运行状态两种运行状态的切换；

两种运行状态切换时，采用封锁三相PWM波的措施，使运行状态切换时输出电压不剧烈波动；

所述缺相切换控制单元切换至正常运行状态时，所述缺相切换控制单元选择所述三相常规控制策略产生的驱动信号作为所述最终的驱动信号

优选地，所述三相常规控制策略基于dq坐标下的电压电流环双环控制，经过空间矢量调制得到驱动信号d

优选地，所述三相常规控制策略的实现包括以下步骤：

步骤一、将给定电压U

步骤二、步骤一得到的d轴电流给定值

步骤三、步骤二得到的u

优选地，所述缺相控制策略基于自然坐标系下的电压电流环双环控制，经过PWM调制得到驱动信号d

优选地，所述缺相控制策略的实现包括以下步骤：

步骤一、将给定电压U

步骤二、步骤一得到的d轴电流给定值

步骤三、步骤二得到控制指令u经过PWM调制得到所述驱动信号d

优选地，所述缺相切换控制单元的实现包括以下步骤：

步骤一、判断当前的运行状态，若是正常运行状态则执行第二步骤，若是缺相运行状态则执行步骤五；

步骤二、判断是否发生缺相，若是没有发生缺相则执行第一步骤，若是发生缺相则识别哪一相发生缺相，执行步骤三；

步骤三、若A相缺相，为防止缺相引起直流电压跳变，封锁三相的PWM波，并启动封波计时器T

若B相缺相，为防止缺相引起直流电压跳变，封锁三相的PWM波，并启动封波计时器T

若C相缺相，为防止缺相引起直流电压跳变，封锁三相的PWM波，并启动封波计时器T

步骤四、封波计时器T

步骤五、判断是否缺相恢复，若缺相未恢复，执行步骤五，若缺相恢复，执行步骤六；

步骤六、为防止缺相恢复产生直流电压跳变，封锁三相的PWM波，并启动封波计时器T

步骤七、封波计时器T

优选地，所述维也纳整流电路中的电感、整流二极管、MOS管、串联母线电容的选型按照两相工作时的电流进行选型，比常规维也纳整流电路的器件选型大1.732倍，以实现缺相时能满载正常工作。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种维也纳整流电路的缺相控制方法，克服了维也纳整流电路常规控制方法缺相就保护停机的缺点。当维也纳电路发生缺相时，本发明将三相常规控制策略平稳切换到缺相控制策略，保持输出电压稳定，当缺相恢复后，又平稳切换到三相常规控制策略，使维也纳整流电路在三相或两相均能正常工作，拓宽了维也纳整流电路的应用范围，具有一定的使用价值。

附图说明

图1为本发明一种维也纳整流电路的缺相控制方法控制框图；

图2为本发明缺相切换控制单元流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，为本发明公开的一种维也纳整流电路的缺相控制方法控制框图，本发明中，维也纳整流电路为常规电路，由3相电源、3相电感、6只整流二极管、3只双向开关、两只串联母线电容和负载构成。3相电感L

如图1所示一种维也纳整流电路的缺相控制方法控制框图，同时执行三相常规控制策略和缺相控制策略，由缺相切换控制单元根据锁相及缺相检测单元检测出的缺相信息选择以上两种控制策略产生的驱动信号之一作为最终驱动信号

如图1所示一种维也纳整流电路的缺相控制方法控制框图，三相常规控制策略是基于dq坐标下的电压电流环双环控制，经过空间矢量调制得到驱动信号d

如图1所示一种维也纳整流电路的缺相控制方法控制框图，锁相及缺相检测单元检测出正常工作时相位信号sinα和cosα供坐标变换时使用。同时检测缺相时剩余两相的相位信号sinβ作为缺相时的相位，从而在两种控制策略下均实现功率因数校正，输入电流THD低的效果。

如图2所示缺相切换控制单元流程图，接收锁相及缺相检测单元产生的缺相信息进行正常运行和缺相运行两种运行状态切换，采用切换时封锁三相PWM波的措施，使状态切换时输出电压不剧烈波动。

下面结合图2举例说明本发明的具体实现流程。

初始，三相电源正常，维也纳整流电路工作在正常运行状态，缺相切换控制单元将三相常规控制策略产生的驱动信号d

运行过程中，A相突然由于某种原因缺相，锁相及缺相检测单元检测到A相缺相后告知缺相切换控制单元，并将BC相之间的相位sinβ送至缺相控制策略中。缺相切换控制单元收到A相缺相信息后，封锁三相的PWM波，并开始封波计时；同时将B相电流i

封波计时到1ms后，将缺相控制策略产生的驱动信号作为最终的驱动信号，需要说明的是A相驱动信号为0，即为封锁A相驱动，B相和C相驱动信号相同；运行状态切换到缺相运行状态。

缺相运行过程中，A相恢复，锁相及缺相检测单元检测到A相恢复后告知缺相切换控制单元，并将三相的相位信息sinα和cosα送至三相常规控制策略中。缺相切换控制单元收到A相缺相信息后，封锁三相的PWM波，并开始封波计时。

封波计时到1ms后，将三相常规控制策略产生的驱动信号作为最终的驱动信号，运行状态切换到正常运行状态。

B相和C相缺相情况与A相缺相类似，本领域技术人员参照上文所述结合图2可以相关技术方案，此处不再赘述。