本发明涉及电力电子变换器的控制，具体是一种三桥臂功率可控的三相桥式整流变换器。
背景技术：
：：1、应用晶闸管将交流电改变为大小可调的直流输出电压的过程称为可控整流。比较常用的可控整流电路是半控桥式整流电路，类似于单相不可控桥式整流电路，只是两臂中的二极管被晶闸管取代，且整流器两侧的功率相等。当下以igbt作为元器件构成的pwm整流器也获得了巨大应用。2、正常情况下系统输出的三相功率平衡，变换器的利用率高。然而，在某些特殊情况下，交流电网的各相电压不平衡，输出功率也不相等。变换器可承受的三相输入电压或功率不平衡程度有限，故在此承受范围之内通过设计变换器的新型控制策略，使得在总功率通过三相变换器传至直流侧供给负荷消耗的同时，交流电网输出功率也即三相变换器的输入功率可控。技术实现思路1、本发明为了解决三相功率不平衡情况下三相变换器输入功率不可控的问题，提供了一种三桥臂功率可控的三相桥式整流变换器，使交流电网通过该变换器向直流侧负载供电。发明基于经典的三相桥式整流电路拓扑，结合变换器内部控制晶闸管触发的“相控”策略，实现变换器交流侧各相输入功率可控。2、本发明基于如下技术方案实现：一种三桥臂功率可控的三相桥式整流变换器，所述三相桥式整流变换器由以晶闸管为元器件的三相整流桥构成，三相整流桥的输出侧经电容器与直流负荷并联连接，输入侧通过滤波电感l连接到交流电网。3、所谓“相控”策略即基于直流负荷消耗的总功率，通过控制晶闸管的开断情况，实现变换器交流侧各相输入功率可控的控制目标；具体如下：4、首先母线电压up经不对称电压计算模块得到交流侧线电压的幅值ul和交流侧线电压的相角θ。ul和θ经过输出电压平均值模块得到变换器输出电压平均值ud和输出电流平均值id，ud和id经过交流侧功率模块得到交流侧总功率，如式（1），ul和θ经过输出电压有效值模块得到变换器输出电压有效值ur和输出电流有效值ir，ur和ir经过直流侧功率模块得到直流侧消耗总功率，如式（2），根据和以及直流侧负荷消耗的额定功率经相移控制量调制模块得到晶闸管的换相触发时刻αi，如式（3）。αi和母线电压up通过三相整流桥得到直流侧负荷电压udc。5、交流侧控制模块：根据交流侧线电压的幅值ul和交流侧线电压的相角θ得到变换器输出电压平均值ud与输出电流平均值id，之后经式(1)得到交流侧总功率；6、直流侧控制模块：根据交流侧线电压的幅值ul和交流侧线电压的相角θ得到输出电压有效值ur与输出电流有效值ir，之后经式(2)得到直流侧消耗总功率；7、相移控制量调制模块：将输入的交流侧总功率、直流侧消耗总功率和直流侧负荷消耗的额定功率根据式(3)得到在换相触发时刻αi晶闸管的触发信号，使三相整流桥在给定控制方式下运行；8、（1）9、，式中αi为各晶闸管的换相触发时刻，i=1,2,3,4,5,6,7，六个晶闸管的导通顺序为vt1-vt2-vt3-vt4-vt5-vt6，ua、ub、uc分别为三相输入电压，ia、ib、ic分别为三相输入电流。10、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mtablecolumnalign="left"><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"><msup><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>∑</mi></mstyle><mi></mi></msup></mstyle></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><munderover><mi/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>,</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>b</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>,</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle></mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>*</mi></mstyle></munderover></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mi>r</mi></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mfrac><msubsup><mi>u</mi><mi>r</mi><mn>2</mn></msubsup><mi>r</mi></mfrac></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>α</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>2</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>α</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>1</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>α</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>1</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>α</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>2</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>⋅</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>o</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>(</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>α</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>1</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>α</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>2</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>2</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>θ</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mn>1</mn></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>)</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>⋅</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mfrac><mrow><msubsup><mi>u</mi><mi>a</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>u</mi><mi>b</mi>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、θ2 、θ3为线电压uab、 uac 、ubc的相角。12、==（3）13、式中为交流侧总功率，为直流侧消耗总功率，为直流侧负荷消耗的额定功率。14、交流侧控制模块、直流侧控制模块和相移控制量调制模块均通过dsp微处理器控制实现。15、通过对各开关管的换相触发时刻αi的改变间接调节触发延迟角，最终实现变换器交流侧各相输入功率可控。16、本发明基于三相全控桥式整流电路的模型及工况，得到所提控制策略下交流侧总功率（式1）与直流侧消耗总功率（式2）；相移控制量调制模块通过构造三相整流器两侧的功率与直流侧负荷消耗的额定功率之间的关系（式3）实现。17、本发明所提出的三桥臂功率可控的三相桥式整流变换器，与现有技术相比，在保证了直流负荷消耗总功率确定的同时，实现了变换器交流侧各相输入功率的可控。当前第1页12当前第1页12