一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法
专利汇可以提供一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种改善两级电 力 变换器中间 母线 电压 动态性能的补偿方法及装置，属于电力 电子 技术领域。本发明在将单相PWM 整流器 的 输出电压 udc作为其后级的移相全桥DC‑DC变换器的直流输入电压的条件下，在移相全桥变换器的两个桥臂的中点对负母线分别接入一个L1C1和一个L2C2支路，其中L1C1支路用于抑制 直流母线 100Hz纹波电压，L2C2支路用于补偿由于负载突变导致的直流母线电压暂态跌落。本发明所提出的方法可在电容Cdc的容量显著减小的情况下可获得低纹波电压的PWM整流器输出电压，从而可以在一定程度上提高了整个系统的功率 密度 ；还可以有效改善PWM整流器输出电压的动态性能，显著减低PWM整流器输出电压的暂态跌落，有助于保证直流母线电压的 稳定性 。，下面是一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法专利的具体信息内容。
1.一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述的两级电力变换器主电路拓扑是由两级组成，前级为单相PWM整流器，后级为移相全桥DC-DC变换器；所述的单相PWM整流器的输出端为BUS+和BUS-；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的两个桥臂为Leg3和Leg4；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3由S1和S2构成；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg4由S3和S4构成；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3的中点C与隔直电容Cb的一端连接，Cb的另一端与高频隔离变压器HFT的原边绕组一端连接，HFT原边绕组的另一端与移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg4的中点D连接；所述的高频隔离变压器HFT的原副边变比为1:N；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3的中点C与BUS-之间连接有由电感L1和电容C1串联构成的L1C1支路；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg4的中点D与BUS-之间连接有由电感L2和电容C2串联构成的L2C2支路；所述的高频隔离变压器HFT的副边绕组与二极管整流器DR连接，DR的输出通过由电感Lf和电容Cf构成的LC低通滤波器后连接负载R；
(1)首先系统上电初始化，对与系统控制相关的软、硬件进行初始化；将移相全桥变换器Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ1设为0，将移相全桥变换器Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ2设为0，对CCDM模块、VDM模块及逻辑综合模块LSM复位；
(2)在完成初始化操作之后，根据实际的需要确定电压参考值uref，将其与利用电压传感器获得的实际直流母线输出电压udc做差，得到电压偏差信号ue＝uref-udc，即母线电压的交流分量；
(3)电压偏差信号ue经过电压调节器Gv1，得到电流内环参考量iref1，并将电感L1上的电流iL1作为电流内环的反馈量，将iL1、iref1做差得到ie1，ie1经过电流调节器Gc1，得到Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ1；
(4)Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ1通过与Leg3桥臂开关管一个稳态工作点占空比求和得到调制信号d1，稳态工作点Leg3桥臂开关管占空比为0.5，故d1＝δ1+0.5；
(5)d1作为全桥变换器Leg3桥臂的PWM1调制器调制信号，经脉宽调制PWM1环节后得到桥臂Leg3中S1和S2的驱动信号Ds1和Ds2，通过Ds1、Ds2控制桥臂Leg3上的开关管S1、S2；
(6)通过控制Leg3桥臂上开关管S1、S2的占空比，使L1C1支路上的电容电压uC1产生100Hz周期性的波动，以此产生或者吸收直流母线的100Hz纹波功率，抑制直流母线100Hz纹波电压；
(7)通过电流变化检测模块CCDM检测直流母线电流idc的变化；
(8)判断直流母线电流idc的变化率是否大于门限值Aset，如果判断其不大于门限值Aset，继续判断是否接收到停机指令，若没有接收到停机指令，重复(2)～(7)步骤，否则退出运行；当判断出直流母线电流的变化率大于门限值Aset，继续下面的步骤；
(9)将根据实际需要确定的电压参考值uref与实际暂态过程中的直流母线电压udc做差得到偏差信号ue，ue即为直流母线暂态电压降落的幅值；
(10)电压偏差信号ue经过电压调节器Gv2，得到电流内环参考量iref2，并将电感L2上的电流iL2作为电流内环的反馈量；将iL2、iref2的做差得到ie2，ie2经过电流调节器Gc2，得到Leg4桥臂开关管占空比的调整量δx；
(11)将Leg4桥臂开关管占空比的调整量δx输入LSM模块，根据步骤(8)得到CCDM模块将输出w1＝1，通过判断w1＝1得出Leg4桥臂开关管占空比的调整量为δ2＝δx；
(12)Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ2通过与稳态工作时开关管占空比0.5求和，得到此时调制信号d2＝δ2+0.5；
(13)d2作为全桥变换器Leg4桥臂的PWM2调制器调制信号，经脉宽调制PWM2环节后得到桥臂Leg4中S3和S4的驱动信号Ds3和Ds4，通过Ds3、Ds4控制桥臂Leg4上的开关管S3、S4；
(14)通过电压检测模块VDM检测电容C2上的电压uC2的幅值；
(15)判断电容电压uC2幅值是否稳定，如果不稳定，则重复(9)～(14)步骤，如果判断出uC2幅值稳定，继续下面的步骤；
(16)LSM模块的输出置零，Leg4桥臂上的开关管占空比变为0.5，此时系统稳态运行；返回到步骤(2)，然后按顺序执行流程。
2.根据权利要求1所述的一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于：所述的电压调节器Gv1和电流调节器Gc1构成电压电流双闭环控制器，用于实现100Hz纹波抑制，其中Gc1为纯比例控制器，Gv1为比例谐振控制器，其原理如下：
式中Kp为比例系数，用于调制控制系统动态性能相关的带宽、幅值和相位裕度；Kr为谐振项的可调增益，用于谐振项的幅频特性上下平移；ωc用于调制控制带宽和谐振峰值及谐振项的品质因数；ωr为100Hz对应的谐振角频率200π。
3.根据权利要求1所述的一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于：所述的CCDM模块中，当移相全桥变换器突加负载时，直流母线电流idc阶跃上升，使用下式判断是否有超过一定功率的负载突变，若满足，则表示需要进行暂态电压补偿，即据此来决定是否对Leg4的占空比进行调节，以及确定LSM的输出；
式中采用了间隔两个采样周期的idc采样值做差，用以扩大电流偏差值，当上式成立时，CCDM模块输出w1＝1，否则w1＝0。
4.根据权利要求1所述的一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于：所述的VDM模块中，VDM通过检测电容C2上电压uC2的幅值是否在固定的每M个连续采样周期内都接近于其稳态值Udc/2，Udc为直流母线电压的稳态值，也即Udc＝uref，判断条件为：
上式中Aset2为预设的合适的电压偏差门限值；若在采样次数递增过程中出现不满足上式的情况，则重置采样计数值为零；当在每M个连续的采样周期内上式均满足时，VDM模块输出w2＝1，否则w2＝0。
5.根据权利要求1所述的一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于：所述的LSM模块中，LSM根据w1和w2的数值确定其输出，若CCDM输出由w1＝0变为w1＝1，则δ2＝δx；若w1＝1且w2＝1，则δ2＝0，表示动态电压补偿结束，此时在程序中需将w1重置为0。
6.根据权利要求1所述的一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于：所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3的PWM1调制器调制信号d1以及桥臂Leg4的PWM2调制器调制信号d2满足下式：
且
上式中 为桥臂Leg3和桥臂Leg4之间的移相角。
7.根据权利要求1所述的一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于：所述的移相全桥DC-DC变换器输出侧的二极管整流器DR采用半波整流、全波整流、全桥整流和倍流整流方式。
一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
100Hz纹波电压的目的。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 基于MMC的电力电子变压器系统及其分层控制系统架构 | 2020-05-08 | 744 |
| 一种用于纯电动汽车的无电瓶供电系统 | 2020-05-13 | 760 |
| 一种定频同步整流双向DC/DC变换器和应用其的电力电子设备 | 2020-05-13 | 900 |
| 一种基于分层管理的直流微电网控制方法和系统 | 2020-05-12 | 512 |
| 一种基于模型预测控制的低压配电台区电压控制方法及系统 | 2020-05-12 | 973 |
| 适用于电力电子变压器的自适应投切方法、装置及系统 | 2020-05-14 | 443 |
| 应用于直流配网系统运行模式下的简单升压变流器 | 2020-05-14 | 731 |
| 基于磁悬浮轴承的飞轮储能装置的启停控制方法及装置 | 2020-05-14 | 461 |
| 一种电力电子变压器及控制方法 | 2020-05-08 | 463 |
| 储能逆变器中双向AC/DC变换器交流侧的路由继电器电路 | 2020-05-08 | 198 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
