[發明專利]一種改進的雙級式變流器直流母線電壓控制方法

有效

• 申請號: 201210072455.5
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102710165A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 王成山;李霞林;郭力
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種改進的雙級式變流器直流母線電壓控制方法，該方法在直流母線電壓外環和逆變器輸出電流內環雙閉環控制基礎上，加入逆變器死區補償及動態功率前饋兩種輔助控制手段，其中，

逆變器死區補償方法為：計算輸出電流矢量角度θ＝arctan(i_q/i_L)，其中，i_L為直流側輸入電流測量值，i_q為DC/AC側輸出無功電流測量值，依據θ確定需要補償的誤差電壓矢量ΔV_d，其具體關系為，-30°≤θ＜30°，ΔV_d＝-2U_dcT_d/(3T_s)；30°≤θ＜90°或--90°≤θ＜-30°，ΔV_d＝-U_dcT_d/(3T_s)；90°≤θ＜150°或--150°≤θ＜-90°，ΔV_d＝U_dcT_d/(3T_s)；150°≤θ＜210°，ΔV_d＝2U_dcT_d/(3T_s)，其中U_dc為直流母線電壓，T_d為每相橋臂死區時間，T_s為功率管開關周期；然后對有功電流i_d環控制信號e_d進行相應補償，補償公式為e_{d_pwm}＝u_d+(i_dref-i_d)(k_p+k_i/s)+ωLi_q-ΔV_d，式中，e_{d_pwm}為d軸電壓調制參考信號；u_d表示系統交流母線d軸電壓；i_dref、i為d軸電流參考信號；i_d為逆變器輸出d軸電流反饋信號；k_p、k_i分別為電流環比例和積分控制參數；電感L為濾波電感；ω為工頻；

對DC/AC側有功電流參考i_dref進行動態前饋補償時，引入一階微分環節，得到d軸電流參考i_dref＝(u_dc-U_dcref)(k_{p_u}+k_{i_u}/s)+i_LG_fd(s)，式中，i_dref為DC/AC側電流環控制中有功電流參考信號，U_dcref為直流母線電壓參考信號，u_dc為直流母線電壓采樣反饋量，k_{p_u}、k_{i_u}分別為電壓環比例和積分控制參數；一階微分前饋傳遞函數G_fd(s)＝(1+T_fds)/k，其中比例系數k＝1.5u_d/u_s；T_fd＝T₀+(T_dR+L)/k_p，T₀為直流電流i_L采樣延時，T_d為DC/AC側電流環控制中存在的小慣性時間常數，R表示包含DC/AC側系統損耗及濾波電感附加電阻的等效電阻，L逆變器輸出濾波器電感之和，k_p為電流環比例系數。