單周期控制三相PWM整流器在不對稱電網(wǎng)下的研究

式（10）說明了在不對稱系統(tǒng)中，輸入電流與電網(wǎng)電壓的非零序分量成比例，并且三相電壓源承載相等的負載。但是傳統(tǒng)矢量模式單周期控制的區(qū)間選擇是基于三相電網(wǎng)電壓，這顯然不適于不對稱電網(wǎng)系統(tǒng)。考慮一般性及極端情況，設(shè)A相正常，C相幅值降為額定的10%，相位超前A相1500，B相缺失，如圖3所示。

圖3 B相缺相時的不對稱電網(wǎng)

B相的過零點無法確定，[00-3600]各區(qū)間參數(shù)如表2，在區(qū)間[1800-2400]內(nèi)控制參數(shù)不能確定，因此單周期控制器不能發(fā)出正確的驅(qū)動信號，即在電網(wǎng)缺相極端情況下，系統(tǒng)不能正常工作。圖5所示為不對稱三相電壓及其對應(yīng)的非零序分量，而三相電流與非零序電壓分量成比例，在[00-600]區(qū)間內(nèi)Van0、Vcn0有過零點，由過零點劃分矢量區(qū)間，則在[00-600]可繼續(xù)劃分區(qū)間1、2和3，分別對應(yīng)C相橋臂開關(guān)、B相橋臂開關(guān)及A相橋臂開關(guān)保持開通或關(guān)斷，而傳統(tǒng)的矢量模式單周期控制在[00-600]只有B相保持開通或關(guān)斷，因此開關(guān)損耗未能最小。本文采用三相電壓非零序分量選擇矢量區(qū)間，控制框圖如圖4。

圖4單周期控制電路框圖

非零序電壓分量矢量區(qū)間劃分如圖6所示。在區(qū)間I內(nèi)： Vbn00，Van0>0，Vcn0>0即Sbn=1。從（9）式得Va> Vb，Vc> Vb，仍然包含于傳統(tǒng)的矢量模式單周期控制的區(qū)間選擇中。同理可劃分其余區(qū)間如表3，vp、vn是對應(yīng)區(qū)間內(nèi)的線電壓，ip、in是對應(yīng)區(qū)間內(nèi)相電流。從表中可知非零序分量矢量區(qū)間劃分消除了極端缺相不對稱時的未定開關(guān)狀態(tài)參數(shù)，保證了系統(tǒng)的可靠工作，提高了矢量模式單周期控制的可靠性能。另外在對稱電網(wǎng)中由于零序分量V0=0，所以有Va= Van0，Vb=Vbn0，Vc=Vcn0，此時為傳統(tǒng)矢量模式單周期控制，即同時滿足對稱電網(wǎng)系統(tǒng)。