广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (1): 67-75.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2022030403

• 研究论文 • 上一篇    下一篇

带中点平衡的VIENNA整流器改进SVPWM策略

王党树1*, 杨亚强1, 仪家安1, 邓翾1, 董振1, 王新霞2   

  1. 1.西安科技大学电控学院, 陕西 西安 710054;
    2.西安科技大学理学院, 陕西 西安 710054
  • 收稿日期:2022-03-04 修回日期:2022-06-05 出版日期:2023-01-25 发布日期:2023-03-07
  • 通讯作者: 王党树(1977—),男,陕西武功人,西安科技大学高级工程师,博士。E-mail:wangdangshu@sohu.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51776167); 国家自然科学青年科学基金(51604217)

Improved SVPWM Strategy for VIENNA Rectifier with Midpoint Balance

WANG Dangshu1*, YANG Yaqiang 1, YI Jiaan1, DENG Xuan1, DONG Zhen1, WANG Xinxia2   

  1. 1. School of Electronic Control, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an Shaanxi 710054, China;
    2. School of Science, Xi’an University of Science and Technology, Xi’an Shaanxi 710054, China
  • Received:2022-03-04 Revised:2022-06-05 Online:2023-01-25 Published:2023-03-07

PDF (PC)

174

摘要： VIENNA整流器的中点电压不平衡问题使得两均压电容及主开关器件承受的电压应力不均衡,导致交流侧输入电流波形畸变,较大降低系统可靠性。对于此问题,本文研究传统三电平空间矢量调制对VIENNA整流器中点电压的作用原理,在此基础上提出一种改进SVPWM控制策略来抑制中点电位的波动:将传统扇区与输入侧三相电流极性结合,对传统扇区进一步划分,通过新扇区的判断和正负小矢量的调节因子抵消中矢量作用,从而达到中点平衡。最后通过仿真验证所提控制策略与传统SVPWM相比,中点电位和电流的波动由±5 V和±18 A减小为±2.5 V和±7.5V,有效抑制了中点电压不平衡的问题。

关键词: 改进SVPWM控制策略, 中点电压不平衡, 调节因子, VIENNA整流器, 正负小矢量

Abstract: The problem of unbalanced mid-point voltage of VIENNA rectifier will lead to unbalanced voltage stress on the two equalizing capacitors and the main switching device, resulting in the distortion of the input current waveform on the AC side, which greatly reduces the reliability of the system. To solve this problem, this paper studies the effect of the traditional three-level space vector modulation on the midpoint voltage of the VIENNA rectifier, so that an improved SVPWM control strategy is proposed to suppress the fluctuation of the midpoint potential. The combination of the three-phase current polarity on the input side further divides the traditional sector, and through the judgment of the new sector and the adjustment factor of the positive and negative small vectors, the effect of the middle vector is cancelled to achieve the midpoint balance. Finally, compared with the traditional SVPWM, it is verified by simulation that the midpoint potential and current fluctuations of the proposed control strategy are reduced from ±5 V and ±18 A to ±2.5 V and ±7.5 V respectively, which effectively suppresses the problem of midpoint voltage imbalance.

Key words: improved SVPWM control strategy, midpoint voltage unbalance, adjustment factor, VIENNA rectifier, positive and negative small vector

中图分类号: 

  • TM461
[1] 汪洋,汤宽武,赖科星,等.基于动态随机规划的共享电动汽车充电站规划[J].电网技术,2022,46(9):3485-3499.
[2]张谦,邓小松,岳焕展,等.计及电池寿命损耗的电动汽车参与能量-调频市场协同优化策略[J].电工技术学报,2022,37(1):72-81.
[3] LIN Y B,JIA Q,ZHANG F,et al. Research and simulation of three-phase vienna rectifier based on feedforward decoupling control[J]. Journal of Physics:Conference Series,2021,1885:032058.
[4]MADIGAN P. The murder of professor schlick:the rise and fall of the vienna circle[J]. The Heythrop Journal,2021,62(1):192-193.
[5]KUMAR A,SARKAR D,SADHU P K. Power quality improvement in induction heating system using vienna rectifier based on hysteresis controller[J]. Electric Power Components and Systems,2020,48(9/10):892-905.
[6]MUKHERJEE D, KASTHA D.Voltage sensorless control of VIENNA rectifier in the input current oriented reference frame[J]. IEEE Transactions on Power Electronics,2019,34(8):8079-8091.
[7]刘森森,李宾,杭丽君,等.一种新型电网三相不平衡时VIENNA整流器的控制方法[J].中国电机工程学报,2012,32(21):54-62.
[8]高瞻,葛琼璇,李耀华,等.一种基于载波实现的三电平中点钳位变流器零矢量首发SVPWM方法[J].电工技术学报,2020,35(10):2194-2205.
[9]董羽翔. VIENNA整流器中点电位平衡及低频振荡抑制研究[D].济南:山东大学,2021.
[10]王君瑞,贾思宁,向上,等.带中点电位平衡的VIENNA整流器反推控制研究[J].电源学报,2021,19(5):1-8.
[11]姜海鹏,刘永强.带中点电位平衡控制的VIENNA整流器简化SVPWM双闭环控制[J].电机与控制学报,2014,18(2):35-41.
[12]宋卫章,黄骏,钟彦儒,等.带中点电位平衡控制的Vienna整流器滞环电流控制方法[J].电网技术,2013,37(7):1909-1914.
[13]黄磊. 三相三电平VIENNA整流器设计与中点电压均衡研究[D].成都:西南交通大学,2019.
[14] CHEN L,XIAO H H,GUO Q,et al. Direct power control strategy for three-phase vienna rectifier[J]. Journal of Physics:Conference Series,2021,1754:012115.
[15]党超亮,同向前,黄晶晶,等.基于等效载波SVM的Vienna整流器比例重复控制[J].电力电子技术,2016,50(12):59-62,70.
[16]张哲,邢岩,张犁,等.三相Vienna整流器的载波断续脉宽调制优化算法[J].中国电机工程学报,2022,42(22):8288-8297.
[17]赵红雁. 三相三电平VIENNA整流器控制策略研究[D]. 北京:北京交通大学,2018.
[18]李文善,温旭辉,张剑,等.一种三电平虚拟空间矢量调制简化方法[J].电力电子技术,2021,55(9):112-114.
No related articles found!
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 徐久成, 李晓艳, 李双群, 张灵均. 基于相容粒的多层次纹理特征图像检索方法[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2011, 29(1): 186 -187 .
[2] 胡郁葱, 谢昳辰, 黄靖翔. 政策影响下的私家车出行率变化研究——以广州市为例[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2019, 37(1): 98 -105 .
[3] 梁碧霞,黄锦龙,韩丽霞,武正军. 桂林地区福寿螺冬季繁殖力研究[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2019, 37(3): 166 -173 .
[4] 胡锦铭, 韦笃取. 不同阶次分数阶永磁同步电机的混合投影同步[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(4): 1 -8 .
[5] 陈德付, 谢毓琳, 梁小云, 陈志林. 广西蚁科昆虫名录[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(4): 116 -157 .
[6] 侯欠欠, 方志刚, 秦渝, 朱依文. 团簇Fe4P的成键及极化率探究[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2021, 39(6): 140 -146 .
[7] 白德发, 徐欣, 王国长. 函数型数据广义线性模型和分类问题综述[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(1): 15 -29 .
[8] 曾庆樊, 秦永松, 黎玉芳. 一类空间面板数据模型的经验似然推断[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(1): 30 -42 .
[9] 陈知明, 张江, 邱汉清, 戴颖成, 吴宇鑫, 李建军. 基于密集连接的高分辨率遥感图像分类[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(3): 88 -94 .
[10] 张喜龙, 韩萌, 陈志强, 武红鑫, 李慕航. 面向复杂数据流的集成分类综述[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(4): 1 -21 .
版权所有 © 广西师范大学学报（自然科学版）编辑部
地址：广西桂林市三里店育才路15号　邮编：541004
电话：0773-5857325　E-mail: gxsdzkb@mailbox.gxnu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发