CN113346766B - 间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法，通过虚拟一条电流支路与滤波器的电容Cf并联，将电源电流的谐波成分“分流”，实现对滤波器谐振的直接抑制。通过实验验证，对比附图3和图4，本发明提出的方法能够大大改善电源电流is波形，具有算法简单、易于实施、不改变原有间接矩阵变换器系统电路结构和稳定性的优点。
Description
技术领域
本发明属于间接矩阵变换器控制领域，涉及间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法。
背景技术
间接矩阵变换器是一种无中间储能环节的全硅型交-交变换器。相较于直接矩阵变换器，间接矩阵变换器在硬件上实现了整流级和逆变级两级分离，具有输入功率因数可控、输出电压幅值和频率范围连续可调、无中间储能环节、结构紧凑、体积小、重量轻、能够实现能量双向流动便于电机实现四象限运行等优良电气特性。
在间接矩阵变换器系统电路中，通常会在输入端连接一个输入滤波器来抑制间接矩阵变换器开关切换带来的过电压和电流谐波。然而，网侧电源和输入电流的五次和七次谐波在某些情况下可以激发滤波器的串行谐振和并行谐振，这会造成间接矩阵变换器系统的电流电压波形严重畸变，威胁间接矩阵变换器系统安全，进一步地会“污染”网侧电源，造成经济损失。因此，对滤波器谐振进行抑制变得十分重要。
现有的滤波器谐振抑制方法分为无源和有源两种，无源方法一般是采用一个物理电阻与滤波器的电感或者电容并联，这种方法的主要缺点是通过物理电阻的电流也会有能量损耗，降低了系统的效率，并且会给系统传递函数增加了一个零点，降低了系统的高频动态响应。有源方法一般为虚拟算法，大都存在效率低、过于复杂、计算量大等缺点，此外，一般适用的条件也较为苛刻，比如要求提供输入电流参考、输入电流能够独立控制、调制指数受限等，并不适用于间接矩阵变换器系统。因此，发明一种简单、高效、可靠的间接矩阵变换器滤波器谐振抑制方法显得十分重要。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法。
技术方案
间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法，步骤如下：
步骤1：在三相Y型电容电路上，每相均有一个滤波器电容Cf，对每个Cf都虚拟一条电流支路与之并联；连接关系为：三相输入电压Vi通过串联虚拟电阻Rvd、虚拟电压源-jωsLfIs和电源电压Vs与共地相连；
其中，ωs为电源角频率，Lf为滤波器电感值，Is为电源电流基波幅值，Vs为电源电压；
步骤2：根据参考输入有功功率Pi *、无功功率和电源电压Vs，计算电源电流基波幅值；
步骤3：根据电流支路串联模型，计算虚拟电流ivd如下式；
步骤4：将虚拟电流ivd加入到参考电源电流is中，产生新的参考电源电流
步骤5：将新的参考电源电流作为新的参考值输入到间接矩阵变换器预测控制中，使得系统的谐振得到抑制。
有益效果
本发明提出的间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法，通过虚拟一条电流支路与滤波器的电容Cf并联，将电源电流的谐波成分“分流”，实现对滤波器谐振的直接抑制。通过实验验证，对比附图3和图4，本发明提出的方法能够大大改善电源电流is波形，具有算法简单、易于实施、不改变原有间接矩阵变换器系统电路结构和稳定性的优点。
附图说明
图1：本发明提出的间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法流程图
图2：间接矩阵变换器的系统框图
图3：间接矩阵变换器系统电源电流isA、电源电压VsA、输出电流ioa(未采用本发明提出的直接滤波器谐振抑制方法)
图4：间接矩阵变换器系统电源电流isA、电源电压VsA、输出电流ioa(采用了本发明提出的直接滤波器谐振抑制方法)
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
参照附图2，间接矩阵变换器系统由电源、滤波器、整流级、逆变级、负载、本发明提出的直接滤波器谐振抑制方法等构成。
参照附图1，本发明提出的直接滤波器谐振抑制方法包含以下步骤：
步骤1：根据参考输入有功功率Pi *、无功功率和电源电压Vs，按照下式计算电源电流基波幅值；
步骤2：根据电流支路串联模型，计算虚拟电流ivd如下式；
步骤3：将虚拟电流ivd加入到参考电源电流is中，产生新的参考电源电流
步骤4：将新的参考电源电流作为新的参考值输入到间接矩阵变换器预测控制中，使得系统的谐振得到抑制。/>
Claims (1)
1.一种间接矩阵变换器的直接滤波器谐振抑制方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：在三相Y型电容电路上，每相均有一个滤波器电容Cf，对每个Cf都虚拟一条电流支路与之并联；连接关系为：三相输入电压Vi通过串联虚拟电阻Rvd、虚拟电压源-jωsLfIs和电源电压Vs与共地相连；
其中，ωs为电源角频率，Lf为滤波器电感值，Is为电源电流基波幅值，Vs为电源电压；
步骤2：根据参考输入有功功率Pi *、无功功率和电源电压Vs，计算电源电流基波幅值；
步骤3：根据电流支路串联模型，计算虚拟电流ivd为：
步骤4：将虚拟电流ivd加入到参考电源电流is中，产生新的参考电源电流
步骤5：将新的参考电源电流作为新的参考值输入到间接矩阵变换器预测控制中，使得系统的谐振得到抑制。
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