Vienna整流器是一種常見的三電平功率因數校正(PFC)整流器,廣泛應用于電源和電能質量控制領域。由于其高效率、高功率密度和低諧波失真的特點,Vienna整流器在工業和電力電子應用中具有重要地位。然而,在實際應用中,Vienna整流器可能會出現過零畸變現象,影響其性能和穩定性。下面分析下Vienna整流器的過零畸變成因。

由于三相濾波電感La,Lb和Lc的存在,導致電網電流和端口電壓必然存在相位差,如果電網電流是單位功率因數的,那么端口電壓必然滯后于電網電流。
矢量圖表示了三相電流和電壓矢量在d-q坐標系中的位置關系。如下:

Vs?:表示瞬時電壓矢量??Is?:表示瞬時電流? Vref:表示參考電壓矢量,通常用于控制目標。
ik?:表示相應的電流波形?θ:表示電壓和電流之間的相位角
可以看出?,由于交流側存在濾波電感,調制波相位會滯后于輸入電流。?
以 B 相電流過零為例:??

圖中將整個α-β平面劃分為六個區域(I, II, III, IV, V, VI),每個區域內的矢量組合不同。
由于滯后角的存在,電壓矢量會先于目標矢量進入扇區Ⅱ?。

藍色字體表示開關狀態?,0關斷,1開通。
兩個大扇區中存在兩個矢量對應同一種開關狀態的情況。
當電流矢量𝐼𝑠I_s剛進入Ⅱ-4 扇區時,目標矢量Vref仍然停留在Ⅰ-3 扇區。
應選擇的基本矢量為:
onn、ooo、oon、poo
但iB>0,B 相橋臂中點只能輸出p或o電平,因此開關狀態100 對應的并不是矢量onn ,而是非共享矢量opn。
所選用的錯誤矢量比理應選擇的矢量滯后 90°,且前者的 矢量長度為后者的 3 倍。

?非共享矢量中的中矢量錯誤 替代了小矢量,進而導致了錯誤的矢量合成,這意味著本應該使用小矢量來精確調節電壓的地方,使用了幅值較大的中矢量。這會導致所合成的電壓矢量不準確,進而影響電流的波形。
查閱參考文獻,通常解決過零畸變問題的方法:
1.無功電流注入法
2.? 使用輸入電流輔助判斷SVPWM大扇區的調制策略
3.混合空間矢量脈寬調制策略(五段式+七段式)
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