[發(fā)明專利]一種直流電容器諧波電流抑制方法

有效

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• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN107017762B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雪婷;張樹冰
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M5/458
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

一種直流電容器諧波電流抑制方法，建立背靠背變流器，背靠背變流器中有源直流鏈路電容器電流是來自整流器i_dcr和逆變器i_dci的直流電流的疊加，兩個電流i_dcr和i_dci中的諧波分量的相位由整流器和逆變器的相對相位PWM載波確定，主動控制調(diào)節(jié)整流器和逆變器中的PWM載波的頻率和相位，使得來自兩個變流器級的直流鏈路諧波電流同相，使得電容器諧波電流最小化。本發(fā)明一種直流電容器諧波電流抑制方法，可以明顯減少直流鏈路電容器電流的第一和第二載波頻帶中的諧波含量和電流幅值。所提方法能夠通過無需使用大容量的直流鏈路電容器來滿足電源質(zhì)量規(guī)格并且能有效減少電容器電流諧波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子裝置和諧波抑制領(lǐng)域，具體是一種直流電容器諧波電流抑制方法。

背景技術(shù)

兩電平、三相交流-直流-交流變流器被稱為“背靠背”變流器，尤以高功率因數(shù)和高效率以及雙向電力潮流的能力等優(yōu)點著稱，并在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，例如工業(yè)驅(qū)動，風力發(fā)電和電力運輸。

開關(guān)功率變流器將電流脈沖從整流器和逆變器側(cè)注入到直流鏈路中。這些電流脈沖導(dǎo)致直流鏈路電容器產(chǎn)生損耗，增加了對電容器額定值的要求，并且因此增加了重量、體積和成本，以及引起了低功率密度和可靠性等問題。因此，直流鏈路電容器諧波電流的抑制受到了廣泛的關(guān)注。目前對改善電流或功率流動的控制以抑制低頻諧波電流，已有大量的研究，但對直流鏈路電容器諧波電流的抑制方法卻少有提及。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種直流電容器諧波電流抑制方法，可以明顯減少直流鏈路電容器電流的第一載波頻帶和第二載波頻帶中的諧波含量和電流幅值。該方法能夠通過無需使用大容量的直流鏈路電容器來滿足電源質(zhì)量規(guī)格；并且能有效減少電容器電流諧波。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種直流電容器諧波電流抑制方法，建立背靠背變流器，背靠背變流器中有源直流鏈路電容器電流是來自整流器i_dcr和逆變器i_dci的直流電流的疊加，兩個電流i_dcr和i_dci中的諧波分量的相位由整流器和逆變器的相對相位PWM載波確定，主動控制調(diào)節(jié)整流器和逆變器中的PWM載波的頻率和相位，使得來自兩個變流器級的直流鏈路諧波電流同相，使得電容器諧波電流最小化。

一種直流電容器諧波電流抑制方法，通過控制PWM載波相移，可以顯著減小第一載波頻帶中的直流諧波電流中的諧波的頻率和相位，該方法在三個步驟中實現(xiàn)：

步驟(1)：減少第一載波頻帶中的有效諧波的數(shù)量；

步驟(2)：調(diào)整來自第一載波頻帶中的整流器和逆變器的剩余諧波的頻率，使得它們變得相同；

步驟(3)：使第一頻帶中剩余諧波的相位同步，以實現(xiàn)它們的最終抵消。

與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明一種直流電容器諧波電流抑制方法，優(yōu)點在于：可以明顯減少直流鏈路電容器電流的第一和第二載波頻帶中的諧波含量和電流幅值。所提方法能夠通過無需使用大容量的直流鏈路電容器來滿足電源質(zhì)量規(guī)格并且能有效減少電容器電流諧波。

附圖說明

圖1為背靠背變流器結(jié)構(gòu)圖。

圖2為載波相移圖。

圖3為在常規(guī)正弦不對稱正常采樣PWM下的背靠背變流器中的直流鏈路電流頻譜圖。

圖4為應(yīng)用直流鏈路電容器的電流頻譜圖。

圖5為仿真試驗圖。

圖6(a)為未使用本發(fā)明方法的直流母線電容器的電流波形圖。

圖6(b)為采用本發(fā)明下的直流母線電容器中的電流波形圖。