專利名稱：一種三相電壓矢量空間位置判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電矢量的判斷方法，尤其是一種三相電壓矢量空間位置判斷方法，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三相電壓型變換器之類的供電電路系統(tǒng)通常采用電壓定向直接功率控制(VO-DPC)，一般采用直流電壓外環(huán)、功率內(nèi)環(huán)的控制結(jié)構(gòu)，其原理如圖I所示。其中，直流電壓外環(huán)是將檢測(cè)到的直流電壓Udc與直流側(cè)電壓期望值Ud:的差值通過(guò)PI調(diào)節(jié)器后輸出電流信號(hào)，該電流信號(hào)與檢測(cè)到的直流電壓的乘積即為有功功率期望值P'功率內(nèi)環(huán)是在三相系統(tǒng)中，根據(jù)瞬時(shí)功率理論(《瞬時(shí)功率理論及其在電力調(diào)節(jié)中的應(yīng)用》，(日)赤木泰文，(巴西)埃德森，(巴西)毛立賽著；徐政譯，機(jī)械工業(yè)出版社，2009. 5，第三章瞬時(shí)功率理論)，由檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓ua、ub、u。和瞬時(shí)電流ia、ib、i。，可以得到瞬時(shí)有功功率P、無(wú)功功率Q的估計(jì)值，其計(jì)算公式如下P = uaia+ubib+ucicQ — ~J= [(Wa - Ub )/c + (Ub ~ Uc )/a + (Uc - Ua ) j之后將獲得的系統(tǒng)實(shí)際功率P、Q分別與參考功率P' Q*(為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)單位功率因數(shù)，一般取無(wú)功功率期望值Q* = O)進(jìn)行比較，差值送入滯環(huán)比較器，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)Sp、Sq(l 增加有功/無(wú)功功率:減小有功/無(wú)功功率)。同時(shí)，將檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓ua、ub, Uc經(jīng)AD采樣調(diào)理電路處理，然后判斷三相電壓矢量的空間位置，并將得到的電壓空間矢量角Θ i與之前得到的sp、sq—起作為開(kāi)關(guān)表的輸入，以獲得主電路全控電力電子器件的觸發(fā)信號(hào)Sa、sb和S。。上述過(guò)程中，傳統(tǒng)的三相電壓矢量空間位置的判斷方法是將檢測(cè)到的三相電壓信號(hào)ua、ub、u。進(jìn)行3/2坐標(biāo)變換，得到兩相靜止坐標(biāo)下的電壓信號(hào)Ua、μ e，然后利用反正切函數(shù)求出電壓幅角Θ，以此確定三相電壓矢量的空間位置，即扇區(qū)θη。具體步驟如下首先將ua、ub、Uc進(jìn)行3/2坐標(biāo)變換得到兩相靜止坐標(biāo)下的電壓信號(hào)ua、U0 :
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.2 2 Jl cJ然后根據(jù)Ua、U0求出電壓幅角Θ β = arctan^-
Ua最后，根據(jù)電壓幅角Θ確定三相電壓矢量的空間位置。如圖2所示，將電壓空間矢量劃分為12個(gè)扇區(qū)，根據(jù)電壓幅角Θ確定三相電壓矢量的空間位置。(參見(jiàn)圖3)例如，0= arctan5 = 2O°說(shuō)明電壓空間矢量在θ2扇區(qū)內(nèi)。扇區(qū)θη由下式確
Ua，定:
權(quán)利要求
1.一種三相電壓矢量空間位置判斷方法，其特征在于采集A、B、C三相供電線路中的兩相電壓ea、eb輸入含CPU的判斷電路后，按如下步驟進(jìn)行三相電壓矢量空間位置判斷 第一步、判斷實(shí)時(shí)采集的A相電壓ea和B相電壓eb是否大于等于零，如ea大于等于零，而eb小于零，則進(jìn)行第二步；如ea、eb均大于等于零，則進(jìn)行第五步；如ea小于零，而eb大于等于零，則進(jìn)行第六步；如ea、eb均小于零，則進(jìn)行第九步； 第二步、判斷ea的絕對(duì)值是否大于等于eb的絕對(duì)值，如否進(jìn)行第三步，如是則進(jìn)行第四I K少； 第三步、判斷％和eb絕對(duì)值之和是否大于等于相電壓幅值的I. 5倍，如否則得出三相電壓矢量處于
;如是則得出三相電壓矢量處于[30° 60° ]，之后結(jié)束判斷或返回第一步； 第四步、判斷63和eb絕對(duì)值之和是否大于等于相電壓幅值的I. 5倍，如是則得出三相電壓矢量處于[60° 90° ]，如否則得出三相電壓矢量處于[90° 120° ]，之后結(jié)束判斷或返回第一步； 第五步、判斷ea是否大于等于eb，如是則得出三相電壓矢量處于[120° 150° ]，如否則得出三相電壓矢量處于[150° 180° ]，之后結(jié)束判斷或返回第一步； 第六步、判斷ea的絕對(duì)值是否大于等于eb的絕對(duì)值，如否進(jìn)行第七步，如是則進(jìn)行第八I K少； 第七步、判斷63和eb絕對(duì)值之和是否大于等于相電壓幅值的I. 5倍，如否則得出三相電壓矢量處于[180° 210° ];如是則得出三相電壓矢量處于[210° 240° ]，之后結(jié)束判斷或返回第一步； 第八步、判斷63和eb絕對(duì)值之和是否大于等于相電壓幅值的I. 5倍，如是則得出三相電壓矢量處于[240° 270° ]，如否則得出三相電壓矢量處于[270° 300° ]，之后結(jié)束判斷或返回第一步； 第九步、判斷ea是否大于等于eb，如否則得出三相電壓矢量處于[300° 330° ]，如是則得出三相電壓矢量處于[330° 360° ]，之后結(jié)束判斷或返回第一步。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三相電壓矢量空間位置判斷方法，其特征在于所述判斷電路輸出三相電壓矢量相位到主控CPU，所述三相供電線路的三相電壓信號(hào)通過(guò)AD采樣調(diào)理電路和信號(hào)同步電路輸入主控CPU，所述主控CPU的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路接主電路中各全控電力電子器件的受控端，用以輸出各全控電力電子器件的通斷開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制供電線路的有功功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相電壓矢量空間位置判斷方法，其特征在于所述信號(hào)同步電路采用同步三階低通濾波器和過(guò)零比較器對(duì)三相電壓互感器的三相電壓輸出信號(hào)進(jìn)行濾波和同步處理，并產(chǎn)生方波同步信號(hào)發(fā)送給主控CPU。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三相電壓矢量空間位置判斷方法，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過(guò)采集A、B、C三相供電線路中的兩相電壓ea、eb輸入含CPU的判斷電路后，按實(shí)時(shí)采集的A相電壓ea和B相電壓eb之間的各種相互關(guān)系，分別得出三相電壓矢量處于12個(gè)矢量分區(qū)之一，從而迅速獲得三相電壓矢量的空間位置。采用本發(fā)明避免了現(xiàn)有技術(shù)復(fù)雜的坐標(biāo)變換和反正切運(yùn)算，從而提高供電線路的響應(yīng)速度和控制精度。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102969709SQ201210422069
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者李軍, 陳曉菊, 黃晶晶, 王在福, 李祥, 陳曉妍 申請(qǐng)人:李軍