CN112630497A - 一种pwm整流器的自检方法、装置及系统 - Google Patents

一种pwm整流器的自检方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PWM整流器的自检方法、装置及系统，在PWM整流器并网运行之前，可将PWM整流器看作离网型逆变器，通过对PWM整流器的三相全桥电路中开关管的控制，可将PWM整流器等效为各相对应地Buck电路，然后运行各相对应地Buck电路，并通过各相电压传感器采集到的三相线电压之间的关系，即可判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂相互对应。可见，本申请在将并网运行之前的PWM整流器看作离网型逆变器的基础上，将其等效为Buck电路，进而通过电压传感器采样到的三相线电压关系实现了对各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应的判定，简单有效且及可靠性高。

Description

一种PWM整流器的自检方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及设备自检技术领域，特别是涉及一种PWM整流器的自检方法、装置及系统。
背景技术
PWM整流器在并网后，用于将电网输出的三相交流电转换为直流电。为了保证PWM整流器的正常工作，在实际应用中，PWM整流器在并网运行之前，通常需要进行自检，以避免因相序异常等问题导致故障。具体地，PWM整流器的各个桥臂上会设置传感器，其中，传感器可以包括电压传感器和电流传感器，以用于对各桥臂上的电压信号和电流信号进行采样，各传感器是要求与各桥臂一一匹配的。如果由于安装失误，导致传感器与桥臂不匹配，则会导致传感器采集的不是其原本匹配的桥臂的信号，采样信号异常会导致锁相失败，或者相序与设置的相序不同从而导致PWM整流器运行故障，降低了PWM整流器的运行安全性和可靠性。
现有技术中通常通过检测三相电压的相序来判断传感器是否与桥臂匹配，但是采用该种方式只能判断相序，即当ABC三相桥臂的相应传感器分别为BCA时，此时相序检测通过，但是传感器A对应的桥臂是C桥臂，从而导致C相发生故障时，A相出现故障报警。可见，现有技术中的检测方式的可靠性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种PWM整流器的自检方法、装置及系统，简单有效且精度及可靠性高。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种PWM整流器的自检方法，PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，该自检方法包括：
控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开；
对所述三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将所述LCL滤波器中的CL滤波器、所述三相全桥电路和直流母线电容等效为各相对应地Buck电路；
控制直流电源对所述直流母线电容进行充电，得到直流电压值并运行所述Buck电路；
通过各相电压传感器采集所述PWM整流器的三相线电压；
基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应。
优选地，对所述三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将所述PWM整流器等效为各相对应地Buck电路，包括：
控制开关驱动模块输出上桥臂驱动信号至i相的上桥臂开关管，输出下桥臂驱动信号至i相的下桥臂开关管，控制其他两相的上桥臂开关管断开，下桥臂开关管闭合；
其中，所述上桥臂驱动信号的占空比与下桥臂驱动信号的占空比互补，i为A或者B或者C。
优选地，所述上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为A时，基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断所述三相线电压是否满足第一三相线电压对应关系；
若是，则判定A相电压传感器与A桥臂对应；
否则，判定A相电压传感器与A桥臂不对应；
所述第一三相线电压对应关系为：
Figure BDA0002814691390000021
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为所述直流电压值。
优选地，所述上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为B时，基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断所述三相线电压是否满足第二三相线电压对应关系；
若是，则判定B相电压传感器与B桥臂对应；
否则，判定B相电压传感器与B桥臂不对应；
所述第一三相线电压对应关系为：
Figure BDA0002814691390000031
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为所述直流电压值。
优选地，所述上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为C时，基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断所述三相线电压是否满足第三三相线电压对应关系；
若是，则判定C相电压传感器与C桥臂对应；
否则，判定C相电压传感器与C桥臂不对应；
所述第三三相线电压对应关系为：
Figure BDA0002814691390000032
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为所述直流电压值。
优选地，控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
对所述PWM整流器上控制电；
获取所述PWM整流器的三相电压零漂值；
和/或，获取所述PWM整流器的三相电流零漂值；
和/或，获取所述PWM整流器的直流母线电压零漂值。
优选地，控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
以第一预设三相电压调制信号控制所述PWM整流器运行；
基于所述第一预设三相电压调制信号和所述CL滤波器得到三相线电压的理论值和三相线电流的理论值；
通过各相电压传感器得到三相线电压的采样值，通过各相电流传感器得到三相线电流的采样值；
基于所述三相线电压的理论值和所述三相线电压的采样值得到电压矫正系数；
基于所述三相线电流的理论值和所述三相线电流的采样值得到电流矫正系数。
优选地，控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
以第二预设三相电压调制信号控制所述PWM整流器开环运行，其中，所述第二预设三相电压调制信号对应的相位为θgiven；
通过各相所述电压传感器采集所述PWM整流器的三相线电压，并将所述三相线电压转换为三相相电压；
通过校准锁相环模块计算所述三相相电压的相位为θPLL；
判断所述θgiven和θPLL的差值的数值是否大于差值阈值；
若是，则判定所述锁相环模块锁相失败；
若否，则将所述θgiven和θPLL的差值作为所述PWM整流器对应的电网锁相环得到的电网电压的相位的补偿量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种PWM整流器的自检系统，PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，该自检系统包括：
开关控制单元，用于控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开；
等效控制单元，用于对所述三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将所述LCL滤波器中的CL滤波器、所述三相全桥电路和直流母线电容等效为各相对应地Buck电路；
充电控制单元，用于控制直流电源对所述直流母线电容进行充电，得到直流电压值；
Buck电路运行单元，用于运行所述Buck电路；
采集单元，用于通过各相电压传感器采集所述PWM整流器的三相线电压；
桥臂传感器对应判定单元，用于基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种PWM整流器的自检装置，PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，该自检装置包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述PWM整流器的自检方法的步骤。
本发明提供了一种PWM整流器的自检方法，在控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开的情况下，可以将PWM整流器看成是离网型逆变器，然后通过对PWM整流器的三相全桥电路中开关管的控制，将PWM整流器等效为各相对应地Buck电路，然后运行各相对应地Buck电路，并采集各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压，基于三相线电压便可判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应。可见，本申请在将PWM整流器看成是离网型逆变器的基础上，将PWM整流器等效为Buck电路，进而通过采集的PWM整流器的三相线电压实现对各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应的判定，简单有效且精度及可靠性高。
本发明还提供了一种PWM整流器的自检装置及系统，具有与上述PWM整流器的自检方法相对应地有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种PWM整流器的自检方法的过程流程图；
图2为本发明提供的一种PWM整流器的拓扑结构示意图；
图3为本发明提供的一种PWM整流器简化成的离网型逆变器的结构示意图；
图4为本发明提供的一种上桥臂驱动信号和下桥臂驱动信号的占空比示意图；
图5为本发明提供的一种A相对应地Buck电路的结构示意图；
图6为本发明提供的一种第一预设三相电压调制信号的示意图；
图7为本发明提供的一种SVPWM模块的工作原理图；
图8为本发明提供的一种校准锁相环模块的工作原理图；
图9为本发明提供了一种PWM整流器的自检系统的结构示意图；
图10为本发明提供了一种PWM整流器的自检装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种PWM整流器的自检方法、装置及系统，简单有效且精度及可靠性高。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种PWM整流器的自检方法的过程流程图。
该PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，该自检方法包括：
S11：控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开；
S12：对三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将LCL滤波器中的CL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容等效为各相对应地Buck电路；
S13：控制直流电源对直流母线电容进行充电，得到直流电压值并运行Buck电路；
S14：通过各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压；
S15：基于三相线电压判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应。
请参照图2，图2为本发明提供的一种PWM整流器的拓扑结构示意图。
PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路及直流母线电容，LCL滤波器包括第一电感Lg、电容C和第二电感L，其中，第一电感Lg与三相交流电源连接，第二电感L与三相全桥电路连接，本申请提及CL滤波器指的是LCL滤波器中电容C和第二电感L构成的部分，三相线电压指的是CL滤波器与第一电感Lg之间部分的线电压。此外，本申请中提到的直流电源可以复用PWM整流器的上电缓冲电路，上电缓冲电路包括缓冲电阻、三相不控整流桥、缓冲继电器和PWM整流器与三相交流电源之间的开关。
PWM整流器的自检过程是在其并网运行前，因此，在PWM整流器进行自检时，需要先控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开，其中，这里的三相交流电源可以为市电，此时PWM整流器的拓扑结构可以简化为离网型逆变器结构(从右向左看)，如图3所示，图3为本发明提供的一种PWM整流器简化成的离网型逆变器的结构示意图。
进一步地，对三相全桥电路中的开关管进行相应控制，从而将LCL滤波器中的CL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容等效为A相对应地Buck电路，然后对直流母线电容进行充电，在得到稳定的直流电压值后，运行A相Buck电路，通过各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压，然后基于采集到的三相线电压便可判定A相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应。
同样地，对三相全桥电路中的开关管进行相应控制，从而将LCL滤波器中的CL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容等效为B相对应地Buck电路，然后对直流母线电容进行充电，在得到稳定的直流电压值后，运行B相Buck电路，通过各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压，然后基于采集到的三相线电压便可判定B相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应。
同样地，对三相全桥电路中的开关管进行相应控制，从而将LCL滤波器中的CL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容等效为C相对应地Buck电路，然后对直流母线电容进行充电，在得到稳定的直流电压值后，运行C相Buck电路，通过各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压，然后基于采集到的三相线电压便可判定C相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应。
具体地，以A相对应地Buck电路为例，本申请考虑到在其输入电压(也即直流电压值)和开关管的占空比确定时，其输出电压(也即A相相电压)也是确定地，此外，B相相电压和C相相电压也是确定的，则三相线电压是确定地，此时通过电压传感器对三相线电压进行采集，通过采集到的电压便可判定电压传感器是否与相应桥臂对应，从而实现对A相电压传感器是否与A相桥臂的自检。
在实际应用中，若电压传感器与对应桥臂不对应，则可以发出相应提示，以便用户对电压传感器进行重新接线，以实现电压传感器与对应桥臂对应。
可见，本申请在将PWM整流器看成是离网型逆变器的基础上，将PWM整流器等效为Buck电路，进而通过采集的PWM整流器的三相线电压实现对各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应的判定，精度及可靠性高。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选地实施例，对三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将PWM整流器等效为各相对应地Buck电路，包括：
控制开关驱动模块输出上桥臂驱动信号至i相的上桥臂开关管，输出下桥臂驱动信号至i相的下桥臂开关管，控制其他两相的上桥臂开关管断开，下桥臂开关管闭合；
其中，上桥臂驱动信号的占空比与下桥臂驱动信号的占空比互补，i为A或者B或者C。
具体地，请参照图4和图5，图4为本发明提供的一种上桥臂驱动信号和下桥臂驱动信号的占空比示意图，图5为本发明提供的一种A相对应地Buck电路的结构示意图。
以A相为例，如图4所示，A相上桥臂开关管S1的上桥臂驱动信号的占空比为D，下桥臂开关管S4的下桥臂驱动信号的占空比与上桥臂驱动信号互补，此外，还可以再设置死区以防止桥臂直通。此外，B、C相上桥臂开关管S2、S3的驱动信号设定为低电平，以便B、C两相的上桥臂开关管断开，下桥臂开关管S5、S6的驱动信号设定为高电平，以便B、C两相的下桥臂开关管闭合。可见，此时的PWM整流器等效为Buck电路，如图5所示。
需要说明的是，这里将A相下桥臂开关管S4的下桥臂驱动信号设定为与上桥臂驱动信号互补，而不是常断。这是因为当A相下桥臂开关管S4常断时，可将PWM整流器看作经典的Buck电路，但此时Buck电路运行在空载状态，电感上的电流只能单向流动，输出电压只能在单向电流的作用下一直充电到最大，没有放电的路径，因此不能按照传统的Buck电路进行稳态分析。为了弥补此缺陷，将A相下桥臂开关管S4的下桥臂驱动信号设定为与上桥臂驱动信号互补，此时在A相上桥臂开关管断开时，电路存在放电通道，因此可以维持平衡，可以采用传统的稳态分析。
对于B相对应地Buck电路和C相对应地Buck电路的分析如上述A相对应地Buck电路，本申请在此不再赘述。
可见，通过该种方式能够将PWM整流器等效为Buck电路，进而通过采集的PWM整流器的三相线电压实现对各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应的判定，精度及可靠性高。
作为一种优选地实施例，上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为A时，基于三相线电压判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断三相线电压是否满足第一三相线电压对应关系；
若是，则判定A相电压传感器与A桥臂对应；
否则，判定A相电压传感器与A桥臂不对应；
第一三相线电压对应关系为：
Figure BDA0002814691390000101
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为直流电压值。
具体地，在得到A相对应地Buck电路后，开环运行该Buck电路，对该Buck电路进行稳态分析，得到稳态时的三相相电压为：
Figure BDA0002814691390000102
进一步得到三相线电压：
Figure BDA0002814691390000103
可见，若A相对应地Buck电路运行时，上述三相线电压的关系式成立，则A相电压传感器与A桥臂对应，否则，A相电压传感器与A桥臂不对应，此时可以进行相应地提示，以便用户对A相电压传感器进行重新接线。
可见，通过该种方式能够实现对A相电压传感器是否与PWM整流器的A相桥臂对应的判定，精度及可靠性高。
作为一种优选地实施例，上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为B时，基于三相线电压判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断三相线电压是否满足第二三相线电压对应关系；
若是，则判定B相电压传感器与B桥臂对应；
否则，判定B相电压传感器与B桥臂不对应；
第一三相线电压对应关系为：
Figure BDA0002814691390000111
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为直流电压值。
具体地，在得到B相对应地Buck电路后，开环运行该Buck电路，对该Buck电路进行稳态分析，得到稳态时的三相线电压：
Figure BDA0002814691390000112
可见，若B相对应地Buck电路运行时，上述三相线电压的关系式成立，则B相电压传感器与B桥臂对应，否则，B相电压传感器与B桥臂不对应，此时可以进行相应地提示，以便用户对B相电压传感器进行重新接线。
可见，通过该种方式能够实现对B相电压传感器是否与PWM整流器的B相桥臂对应的判定，精度及可靠性高。
作为一种优选地实施例，上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为C时，基于三相线电压判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断三相线电压是否满足第三三相线电压对应关系；
若是，则判定C相电压传感器与C桥臂对应；
否则，判定C相电压传感器与C桥臂不对应；
第三三相线电压对应关系为：
Figure BDA0002814691390000113
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为直流电压值。
具体地，在得到C相对应地Buck电路后，开环运行该Buck电路，对该Buck电路进行稳态分析，得到稳态时的三相线电压：
Figure BDA0002814691390000121
可见，若C相对应地Buck电路运行时，上述三相线电压的关系式成立，则C相电压传感器与C桥臂对应，否则，C相电压传感器与C桥臂不对应，此时可以进行相应地提示，以便用户对C相电压传感器进行重新接线。
可见，通过该种方式能够实现对C相电压传感器是否与PWM整流器的B相桥臂对应的判定，精度及可靠性高。
作为一种优选地实施例，控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
对PWM整流器上控制电；
获取PWM整流器的三相电压零漂值；
和/或，获取PWM整流器的三相电流零漂值；
和/或，获取PWM整流器的直流母线电压零漂值。
具体地，对PWM整流器仅上控制电，然后对三相电压进行多次测量，并取多次测量的平均值，将该平均值作为三相电压零漂值。还可以对三相电流进行多次测量，并取多次测量的平均值，将该平均值作为三相电流零漂值。还可以对直流母线电压进行多次测量，并取多次测量的平均值，将该平均值作为直流母线电压零漂值。
可见，本申请还能够实现自动检测三相电压、三相电流及直流母线电压的零漂值，为后续PWM整流器的控制中提供基准参数。
作为一种优选地实施例，控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
以第一预设三相电压调制信号控制PWM整流器运行；
基于第一预设三相电压调制信号和CL滤波器得到三相线电压的理论值和三相线电流的理论值；
通过各相电压传感器得到三相线电压的采样值，通过各相电流传感器得到三相线电流的采样值；
基于三相线电压的理论值和三相线电压的采样值得到电压矫正系数；
基于三相线电流的理论值和三相线电流的采样值得到电流矫正系数。
本申请还能够获取三相电压、电流采样信号的矫正系数，以便后续PWM整流器在作为整流器运行过程中对采样到的三相线电压和三相线电流进行校准。
具体地，请参照图6和图7，图6为本发明提供的一种第一预设三相电压调制信号的示意图，图7为本发明提供的一种SVPWM模块的工作原理图。
先给定频率f、幅值为M的第一预设三相电压调制信号
Figure BDA0002814691390000131
之后经过SVPWM模块生成驱动信号以驱动全桥电路，分别采样三相线电压，包括AB相线电压Uab、BC相线电压Ubc及CA相线电压Uca，采样三相相电流，包括A相相电流Ia、B相相电流Ic、及C相相电流Ic，其中：
Figure BDA0002814691390000132
其中，ω＝2πf，ω为角速度。
通过第一预设三相电压调制信号和CL滤波器得到三相线电压的理论值和三相线电流的理论值：
xy相线电压的传递函数Uxy(s)和xy相线电压的理论值的传递函数
Figure BDA0002814691390000133
满足如下关系式：
Figure BDA0002814691390000134
其中，xy相可以为AB相、BC相及CA相。
Figure BDA0002814691390000135
Figure BDA0002814691390000136
为
Figure BDA0002814691390000137
的幅值，
Figure BDA0002814691390000138
为
Figure BDA0002814691390000139
的相位。
x相相电流的传递函数Ix(s)与x相相电压的传递函数
Figure BDA0002814691390000141
满足如下关系式：
Figure BDA0002814691390000142
其中，x相为A相、B相或者C相。
Figure BDA0002814691390000143
以线电压Uab与相电流Ia为例，考虑电网频率50Hz，即ω＝2π×50，线电压Uab的理论幅值与相位如下：
Figure BDA0002814691390000144
相电流Ia的理论幅值与相位如下：
Figure BDA0002814691390000145
以线电压Uab与相电流Ia为例，考虑电网频率50Hz，即ω＝2π×50，此时其对应的线电压采样值和相电流采样值为：
Figure BDA0002814691390000146
其中，Uab_sampling(t)为t时刻的AB相线电压的采样值，MUab_sampling为AB相线电压的幅值，θUab_sampling为AB相线电压的相位。Ia_sampling(t)为t时刻的A相电流的采样值，MIa_sampling为A相电流的幅值，θIa_sampling为A相电流的相位。
在实际应用中，可以基于广义二阶积分器的谐波幅值与相位提取方法可得到MUab_sampling、θUab_sampling、MIa_sampling及θIa_sampling。
在通过各相电压传感器得到三相线电压的采样值及通过各相电流传感器得到三相线电流的采样值后，便可基于三相线电压的理论值和三相线电压的采样值得到电压矫正系数；基于三相线电流的理论值和三相线电流的采样值得到电流矫正系数。
具体地，电压矫正系数为：
Figure BDA0002814691390000151
其中，MUab_calibrated为电压矫正幅值系数，θUab_calibrated为电压矫正相位系数。
电流矫正系数为：
Figure BDA0002814691390000152
其中，MIa_calibrated为电流矫正幅值系数，θIa_calibrated为电流矫正相位系数。
通过该种方式得到电压矫正系数和电流矫正系数后，后续在自检后的PWM整流器工作时便可基于电压矫正系数和电流矫正系数对采集到的线电压和相电流进行幅值和相位的矫正，则矫正后的线电压Uab与相电流Ia最终的采样值为：
Figure BDA0002814691390000153
其中，Uab_calibrated(t)为t时刻的矫正后的AB相线电压的采样值，Ia_calibrated(t)为t时刻的矫正后的A相电流的采样值。
可见，通过上述方式能够获取三相电压、电流采样信号的矫正系数，以便后续PWM整流器在作为整流器运行过程中对采样到的三相线电压和三相线电流进行校准，提高了获取的三相线电压和三相线电流的精度。
作为一种优选地实施例，控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
以第二预设三相电压调制信号控制PWM整流器开环运行，其中，第二预设三相电压调制信号对应的相位为θgiven；
通过各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压，并将三相线电压转换为三相相电压；
通过校准锁相环模块计算三相相电压的相位为θPLL；
判断θgiven和θPLL的差值的数值是否大于差值阈值；
若是，则判定锁相环模块锁相失败；
若否，则将θgiven和θPLL的差值作为PWM整流器对应的电网锁相环得到的电网电压的相位的补偿量。
请参照图8，图8为本发明提供的一种校准锁相环模块的工作原理图。
考虑到PWM整流器在自检后正常运行过程中，电网锁相环会对PWM整流器的三相线电压进行采集，但电网锁相环在计算三相相电压的相位时可能会存在采集误差，因此，为了提高电网锁相环的相位计算精度，本申请中还能够预先确定电网锁相环的相位补偿量。
本申请中，设置了校准锁相环，其中，校准锁相环与电网锁相环的类型相同，二者的采集精度也相同。
具体地，首先以第二预设三相电压调制信号控制PWM整流器离网开环运行，且第二预设三相电压调制信号对应的相位为θgiven，然后采集PWM整流器的三相线电压，并将三相线电压转换为三相相电压，校准锁相环模块计算三相相电压的相位为θPLL，然后计算θgiven和θPLL的差值，并判断θgiven和θPLL的差值的数值是否大于差值阈值，若是，则说明校准锁相环模块锁相失败，此时可以进行报错；若否，则说明校准锁相环模块没有故障，此时将θgiven和θPLL的差值作为PWM整流器对应的电网锁相环得到的电网电压的相位的补偿量。
可见，通过该种方式能够得到PWM整流器对应的电网锁相环的相位的补偿量，提高了后续电网锁相环的相位计算精度。
请参照图9，图9为本发明提供了一种PWM整流器的自检系统的结构示意图。
PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，该自检系统包括：
开关控制单元21，用于控制PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开；
等效控制单元22，用于对三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将LCL滤波器中的CL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容等效为各相对应地Buck电路；
充电控制单元23，用于控制直流电源对直流母线电容进行充电，得到直流电压值；
Buck电路运行单元24，用于运行Buck电路；
采集单元25，用于通过各相电压传感器采集PWM整流器的三相线电压；
桥臂传感器对应判定单元26，用于基于三相线电压判定各相电压传感器是否与PWM整流器的相应桥臂对应。
对于本发明提供的PWM整流器的自检系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
请参照图10，图10为本发明提供了一种PWM整流器的自检装置的结构示意图。
PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，该自检装置包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于执行计算机程序时实现如上述PWM整流器的自检方法的步骤。
对于本发明提供的PWM整流器的自检装置的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种PWM整流器的自检方法，PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，其特征在于，该自检方法包括：
控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开；
对所述三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将所述LCL滤波器中的CL滤波器、所述三相全桥电路和直流母线电容等效为各相对应地Buck电路；
控制直流电源对所述直流母线电容进行充电，得到直流电压值并运行所述Buck电路；
通过各相电压传感器采集所述PWM整流器的三相线电压；
基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应。
2.如权利要求1所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，对所述三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将所述PWM整流器等效为各相对应地Buck电路，包括：
控制开关驱动模块输出上桥臂驱动信号至i相的上桥臂开关管，输出下桥臂驱动信号至i相的下桥臂开关管，控制其他两相的上桥臂开关管断开，下桥臂开关管闭合；
其中，所述上桥臂驱动信号的占空比与下桥臂驱动信号的占空比互补，i为A或者B或者C。
3.如权利要求2所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，所述上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为A时，基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断所述三相线电压是否满足第一三相线电压对应关系；
若是，则判定A相电压传感器与A桥臂对应；
否则，判定A相电压传感器与A桥臂不对应；
所述第一三相线电压对应关系为：
Figure FDA0002814691380000021
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为所述直流电压值。
4.如权利要求2所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，所述上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为B时，基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断所述三相线电压是否满足第二三相线电压对应关系；
若是，则判定B相电压传感器与B桥臂对应；
否则，判定B相电压传感器与B桥臂不对应；
所述第一三相线电压对应关系为：
Figure FDA0002814691380000022
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为所述直流电压值。
5.如权利要求2所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，所述上桥臂驱动信号的占空比为D；
当i为C时，基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应，包括：
判断所述三相线电压是否满足第三三相线电压对应关系；
若是，则判定C相电压传感器与C桥臂对应；
否则，判定C相电压传感器与C桥臂不对应；
所述第三三相线电压对应关系为：
Figure FDA0002814691380000023
其中，Uab为AB相线电压，Ubc为BC相线电压，Uca为CA相线电压，Udc为所述直流电压值。
6.如权利要求1所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
对所述PWM整流器上控制电；
获取所述PWM整流器的三相电压零漂值；
和/或，获取所述PWM整流器的三相电流零漂值；
和/或，获取所述PWM整流器的直流母线电压零漂值。
7.如权利要求1至6任一项所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
以第一预设三相电压调制信号控制所述PWM整流器运行；
基于所述第一预设三相电压调制信号和所述CL滤波器得到三相线电压的理论值和三相线电流的理论值；
通过各相电压传感器得到三相线电压的采样值，通过各相电流传感器得到三相线电流的采样值；
基于所述三相线电压的理论值和所述三相线电压的采样值得到电压矫正系数；
基于所述三相线电流的理论值和所述三相线电流的采样值得到电流矫正系数。
8.如权利要求1至6任一项所述的PWM整流器的自检方法，其特征在于，控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开之后，还包括：
以第二预设三相电压调制信号控制所述PWM整流器开环运行，其中，所述第二预设三相电压调制信号对应的相位为θgiven；
通过各相所述电压传感器采集所述PWM整流器的三相线电压，并将所述三相线电压转换为三相相电压；
通过校准锁相环模块计算所述三相相电压的相位为θPLL；
判断所述θgiven和θPLL的差值的数值是否大于差值阈值；
若是，则判定所述锁相环模块锁相失败；
若否，则将所述θgiven和θPLL的差值作为所述PWM整流器对应的电网锁相环得到的电网电压的相位的补偿量。
9.一种PWM整流器的自检系统，PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，其特征在于，该自检系统包括：
开关控制单元，用于控制所述PWM整流器与三相交流电源之间的开关断开；
等效控制单元，用于对所述三相全桥电路中的开关管进行相应控制以将所述LCL滤波器中的CL滤波器、所述三相全桥电路和直流母线电容等效为各相对应地Buck电路；
充电控制单元，用于控制直流电源对所述直流母线电容进行充电，得到直流电压值；
Buck电路运行单元，用于运行所述Buck电路；
采集单元，用于通过各相电压传感器采集所述PWM整流器的三相线电压；
桥臂传感器对应判定单元，用于基于所述三相线电压判定各相电压传感器是否与所述PWM整流器的相应桥臂对应。
10.一种PWM整流器的自检装置，PWM整流器包括依次连接的LCL滤波器、三相全桥电路和直流母线电容，其特征在于，该自检装置包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述PWM整流器的自检方法的步骤。
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