一种具有电流快速跟踪及稳定的pwm调制方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法，包括：步骤一、获得误差电流；步骤二、应用优先调制方式获得APF的优先调制脉宽；步骤三、设定允许误差电流的最大允许值，如果所有相输出电流的误差小于允许值，则应用SPVWM的脉宽进行调制，否则应用滞环的调制脉宽（HPWM）。本发明的具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法，可以在电流突变时采用HPWM调制，平缓时采用SVPWM调制，有效的达到跟踪快的同时稳定的效果。
【专利说明】—种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种三相整流技术，更具体的说是涉及一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法。
【背景技术】
[0002]随着电力电子设备技术的不断发展，节能灯、串联电压调节器等电力电子设备不断应用于电网负荷端。这些电力设备在优化负荷供电能量的同时，也向电网注入大量谐波电流，一方面影响电网的供电情况，同时也为负荷带来谐波电压，影响其他负荷的供电水平，损坏电器设备。并联型有源电力滤波器(SAPF)可动态补偿负荷的谐波电流，提高负荷的整体运行水平及供电质量，已经广泛应用于实际中。然而，尽管SAPF具有较好的动态补偿能力，但存在跟踪速度与跟踪稳定性相冲突的问题。
[0003]在SAPF的补偿过程中，其内部的IGBT模块的作用尤其重要，其中控制IGBT工作的PWM波更是直接影响到SAPF对电网的滤波效率，所以对PWM波的调制就显得尤为重要。
[0004]目前现有的PWM调制方法有滞环控制、正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量调制(SVPWM)三种，其中滞环控制作为最典型的非线性控制方式，具有输出目标明确，跟踪速度快的优点。但该控制方法拟定输出中存在一个输出偏差，其精准性较差，高精准性的算法需依赖控制速度极快的CPU，在很大的程度上增加装置的成本。正弦脉宽调制(SPWM)技术和空间矢量调制技术(SVPWM)具有较好的PWM调节能力，可平稳的控制SAPF的输出电流，可实现对目标电流无误差跟踪，具有较好的稳定性。但该方法的跟踪速度依赖系统的输出特性，跟踪速度较差。
[0005]如图1所示的是无补偿装置下的系统电流(即负荷电流)，图2为SVPWM控制补偿装置的系统电流波形，对比图1和图2可知在负荷电流连续改变时，采用SVPWM调制方式APF基本上可以补偿负荷的谐波电流，系统电流波形类似正弦；但当负荷电流突变时，系统电流有一定时间的滞后，因而在系统输出电流上有较为明显的尖刺。当负荷变化较大时，采用SVPWM控制方式有源滤波器的补偿效果将不能满足负荷的要求，影响设备的效果。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够快速跟踪电流又稳定的PWM调制方法。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法，包括:
步骤一、获得误差电流；
步骤二、应用优先调制方式获得APF的优先调制脉宽；
步骤三、设定允许误差电流的最大允许值，如果所有相输出电流的误差小于允许值，则应用SPVWM的脉宽进行调制，否则应用滞环的调制脉宽(HPWM)。
[0008]通过采用上述技术方案，通过获取误差电流的方式就可以有效的得到负载电流的情况，通过应用优先调制方式进行调制就可以使得APF优先输出一调制脉宽，以保证APF的正常工作，最后通过对误差电流的分析得到负载电流的实时状态，若是处于突变状态，则APF采用HPWM调制以提升跟踪速度，若是处于平缓状态，则APF采用SVPWM调制以增加精度和稳定性，这样就可以有效的避免【背景技术】中现有的调制方法所出现的跟踪速度快时精度和稳定性不够问题，以及精度和稳定性足够时而跟踪速度不够快出现输出电流有尖刺的问题。
[0009]本发明进一步设置为:在上述的步骤一中，首先采样负载电流，接着对采样到的负载电流进行低通滤波得到谐波电流，然后采集输出电流，将采集到的输出电流和谐波电流进行相减得到误差电流。
[0010]通过采用上述技术方案，通过先采样负载电流，对采样电流进行低通滤波得到谐波电流，接着采样输出电流，最后将输出电流与谐波电流相减得到误差电流，这样就可以有效的得到一个精准的误差电流，那么后期调制方法的选择就更为精确，这样就能够更好的避免跟踪速度快时精度和稳定性不够问题，以及精度和稳定性足够时而跟踪速度不够快出现输出电流有尖刺的问题。
[0011]本发明进一步设置为:在上述的步骤二中，所应用的优先调制方式为SVPWM调制方式。
[0012]通过采用上述技术方案，SVPWM调制方式具有稳定性强、精度高的特点，将其作为优先调制方式就可以使得输出电流比较精确，那么自然根据输出电流算出的误差电流也就更为精确，因而进一步的，就能够更好的避免跟踪速度快时精度和稳定性不够问题，以及精度和稳定性足够时而跟踪速度不够快出现输出电流有尖刺的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为无补偿装置下的系统电流(即负荷电流)的波形图；
图2为现有的SVPWM控制补偿装置的系统电流波形图；
图3为本发明的一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法控制补偿装置的系统电流波形图；
图4为本发明的一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法的流程框图。
[0014]图中:1、步骤一 ；2、步骤二 ；3、步骤三。
【具体实施方式】
[0015]参照图1所示,本实施例的一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法,包括: 步骤一 1、获得误差电流；
步骤二 2、应用优先调制方式获得APF的优先调制脉宽；
步骤三3、设定允许误差电流的最大允许值，如果所有相输出电流的误差小于允许值，则应用SPVWM的脉宽进行调制，否则应用滞环的调制脉宽(HPWM)。
[0016]通过采用上述技术方案，在APF电流闭环控制中，首先根据采用的负荷电流检测出负荷中的谐波电流作为APF的目标电流，采用APF的输出电流，两者的差值作为输出电流的误差；应用SVPWM调制方式获得APF的调制脉宽(SVPWM);设定允许负荷突变电流(即为误差电流)的最大允许值，如果所有相输出电流的误差小于允许值，则直接应用SPVWM的脉宽进行调制，否则应用滞环的调制脉宽(HP丽)，通过以上步骤就可以在负荷突变电流较小时(即负载电流较平缓时)，采用SVPWM调制方式调制，获得APF的调直脉宽，有效的保证输出电流的精度和稳定性，同时由于负载电流较平缓因而不会出现尖刺的问题，在负荷突变电流较大时(即负载电流波动较大时)，采用HPWM调制方式调制，获得APF的调制脉宽(HPWM),有效的保证输出电流能够及时的跟踪负荷电流，同时由于HPWM调制方式跟踪速度快，因而不会出现尖刺的问题，将图3与图2相比便可以明显看出本实施例调制方法控制补偿装置的最终电流输出没有尖刺的存在。
[0017]同时本实施例还提供了一种较为优选的误差电流采集方案；
参照图4所示，首先通过现有的采样电路采样负载电流，然后通过低通滤波器对采样到的负载电流进行低通滤波得到谐波电流，同时通过现有的采样电路采样输出电流，然后通过现有的运算电路对得到的谐波电流与采样到的输出电流做减法运算得到后面所需要的误差电流，通过上述步骤就可以快速有效的得到一个精准的误差电流，使得后期调制方式的选择更加的精确，让最终输出电流更加的精确稳定，以及更加的及时有效的跟踪负荷突变电流。
[0018]综上所述，本发明通过先获得误差电流，采取一调制方式进行有限调制之后，将误差电流与预设的最大误差电流值比较，若是误差电流大于预设值，表示此时负荷突变电流较大，采用HPWM调制方式调制，进行快速跟踪，若小于预设值，表示此时负荷突变电流较小，采用SVPWM调制方式调制，使输出更加的精准和稳定。
[0019]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法，其特征在于:包括: 步骤一、获得误差电流； 步骤二、应用优先调制方式获得APF的优先调制脉宽； 步骤三、设定允许误差电流的最大允许值，如果所有相输出电流的误差小于允许值，则应用SPVWM的脉宽进行调制，否则应用滞环的调制脉宽(HPWM)。
2.根据权利要求1所述的具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法，其特征在于: 在上述的步骤一中，首先采样负载电流，接着对采样到的负载电流进行低通滤波得到谐波电流，然后采集输出电流，将采集到的输出电流和谐波电流进行相减得到误差电流。
3.根据权利要求1所述的具有电流快速跟踪及稳定的PWM调制方法，其特征在于: 在上述的步骤二中，所应用的优先调制方式为SVPWM调制方式。
【文档编号】H02J3/01GK104505838SQ201510018776
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月15日 优先权日:2015年1月15日
【发明者】林道飞, 金良赞, 林婷婷 申请人:信元瑞电气有限公司