[發明專利]同步驅動并聯功率模塊變流器的均流控制方法及控制器

有效

• 申請號: 201410267674.8
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104009618B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 韓鶴光;唐劍峰;楊西全
• 申請（專利權）人: 四川科陸新能電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 袁春曉

技術領域

本發明涉及電力電子功率變換領域，尤其是一種MW級并聯功率模塊變流器的均流控制方法。

背景技術

受到電力電子器件耐壓、開關頻率和功率等級的限制，大功率變流器主要采用功率模塊的并聯實現功率容量的擴展。

目前功率模塊并聯控制方式有異步驅動型和同步驅動型兩種。MW級變流器一般采用同步驅動。

如圖1所述，并聯變流器包括多個并聯的功率模塊，各個功率模塊的電流輸入端在直流母線側連接在一起，各個功率模塊的電流輸出端在負載側連接在一起。各個功率模塊還與主控制器具有信號連接，接收來自主控制器的驅動控制信號，在一個實施例中所述驅動控制信號為主控制器同步PWM驅動信號，在其他實施例中所述驅動控制信號為主控制器同步載波信號。

現有的并聯變流器依靠硬件系統自動均流，軟件不參與均流控制。本領域技術人員應當知曉，若各個功率模塊的硬件參數絕對一致，那么通過硬件系統自動均流的效果是很好的，然而，系統內部電子元器件的雜散特性會影響功率模塊的均流效果，使得每個功率模塊的輸出電流并不相同，隨著并聯功率模塊數量的增加，硬件均流效果將越來越差，甚至會導致均流失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種同步驅動并聯功率模塊變流器的均流控制方法。

本發明提供的同步驅動并聯功率模塊變流器的均流控制方法，是這樣的：在每個功率單元中執行以下步驟：

步驟11：采集變流器輸出電流，將變流器輸出電流除以變流器中并聯的功率模塊數量得到變流器輸出平均電流；采集本功率模塊輸出電流；

步驟12：將所述變流器輸出平均電流及所述功率模塊輸出電流進行電感電流控制處理得到驅動修正參數；

步驟13：將所述驅動修正參數及所述功率模塊輸出電流進行時間修正處理得到驅動修正時間；

步驟14：利用驅動修正時間修正本功率模塊的主控制器同步PWM驅動信號的占空比得到本功率模塊的模塊驅動信號；

步驟15：利用所述模塊驅動信號控制本功率模塊的功率單元進而調節本功率模塊輸出電流。

進一步，所述步驟12中電感電流控制處理步驟進一步包括：

步驟121：計算變流器輸出平均電流的有效值，計算功率模塊輸出電流的有效值；

步驟122：然后計算變流器輸出平均電流的有效值及功率模塊輸出電流的有效值的差值；

步驟123：將所述差值進行PID控制運算得到驅動修正參數；

或者，所述步驟12中電感電流控制處理步驟進一步包括：

步驟121：計算變流器輸出平均電流和功率模塊輸出電流的差值；

步驟122：將所述差值進行重復控制運算得到驅動修正參數。

進一步，所述步驟13中時間修正處理步驟進一步包括步驟131：

步驟131為：計算驅動修正參數與功率模塊輸出電流的乘積，對乘積進行限幅處理，得到驅動修正時間；

或者步驟131為：提取功率模塊輸出電流的相位，計算所述相位與驅動修正參數的乘積，對乘積進行限幅處理，得到驅動修正時間。

進一步，所述對乘積的限幅處理是這樣的：當所述乘積大于最大閾值時，將乘積設為最大閾值，當乘積小于最小閾值時，將乘積設為最小閾值；所述閾值由多個功率模塊驅動信號延時時間導致的電感尖峰電流最大峰峰值決定，電感量乘以電感尖峰電流最大峰峰值除以直流母線電壓為最大閾值，最小閾值為最大閾值的負數。

進一步，步驟14中，當驅動修正時間為正值時，降低主控制器同步PWM驅動信號的占空比；當驅動修正時間為負值時，增加主控制器同步PWM驅動信號的占空比。

本發明提供的另一種同步驅動并聯功率模塊變流器的均流控制方法，是這樣的：在每個功率單元中執行以下步驟：

步驟21：采集變流器輸出電流，將變流器輸出電流除以變流器中并聯的功率模塊數量得到變流器輸出平均電流；采集本功率模塊中的功率單元輸出電流；

步驟22：將所述變流器輸出平均電流及所述功率單元輸出電流進行電感電流控制處理得到參考電壓修正參數；

步驟23：將所述參考電壓修正參數及功率模塊輸出電壓參考值進行參考電壓修正處理得到修正參考電壓；

步驟24：利用所述修正參考電壓調制主控制器同步載波信號得到本功率模塊的模塊驅動信號；

步驟25：利用所述模塊驅動信號控制本功率模塊的功率單元進而調節本功率模塊輸出電流。

進一步，所述步驟22中電感電流控制處理步驟進一步包括：