[發明專利]一種變流器并聯結構的控制系統

有效

• 申請號: 201810450855.2
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN110474553B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 康穎;毛凱;張艷清;韋克康;季旭;張慶杰;陳松
• 申請（專利權）人: 中國航天科工飛航技術研究院（中國航天海鷹機電技術研究院）
• 主分類號: H02M7/493
• 分類號: H02M7/493;H02P27/08
• 代理公司: 北京慧智興達知識產權代理有限公司 11615
• 代理人: 韓龍;李田

本發明提出了一種變流器并聯結構的控制系統，包括反饋電流處理模塊，用于采集變流器并聯結構中第一變流器和第二變流器的輸出電流，并計算其輸出電流的電流平均值；電流控制器，用于將電流平均值與電流參考值進行比較，根據比較結果確定對應的控制電壓值；電壓處理模塊，用于根據控制電壓值確定空間矢量脈寬調制模塊的占空比調制電壓；空間矢量脈寬調制模塊，用于根據占空比調制電壓利用空間矢量調節算法計算第一變流器和第二變流器中各個晶體管的工作時間，并根據得到的各個晶體管的工作時間對第一變流器和第二變流器的工作狀態進行控制。本發明結構簡單，系統成本低，基于該并聯結構的控制方法，能快速響應調整電壓，提高能源利用率。

技術領域

本發明涉及變流器控制技術領域，尤其涉及一種變流器并聯結構的控制系統。

背景技術

電磁彈射器是一種利用電磁推力使飛行物體進行可控加速的發射裝置，電磁彈射系統的變流器通過向彈射直線電機提供不同頻率和電壓的交流電實現電機的直線運動。按照目前的彈射需求，對于變流器而言，要求具有較大的功率和較高的頻率輸出能力。常規變流器技術很難滿足電磁彈射大功率和高頻率輸出的需求。

目前在大功率高壓變流器控制領域，提高變流器容量的方法主要有兩種：一是器件并聯，二是變流器模塊并聯。其中，器件并聯的關鍵問題是負載電流在并聯的開關器件上的平均分配，需要器件開關特性和通態電阻特性的一致性，由于器件特性一致性很難保證，因此器件并聯很難實現；變流器模塊并聯的關鍵問題是處理好負載電流的平均分配，消除并聯變流器間的環流問題，有助于模塊化設計，相對于器件并聯變流器并聯更易實現，又可以實現系統冗余，提高了系統的可靠性。大容量變流器并聯方式有隔離并聯和直接并聯，隔離并聯是采用隔離變壓器，系統體積、重量、成本都大大增加。直接并聯結構簡單，需要處理好負載均衡和環流問題。

控制方法上有主從控制與和變流器間通信控制策略來均衡負載，但是需要多余通信總線，不利于模塊化設計；還有控制方法提出按照給定電流對每個變流器的電流進行單獨控制，控制器比較多，控制周期高，計算量大，響應比較慢。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提出了一種變流器并聯結構的控制系統，拓撲結構采用變流器直接并聯，結構簡單，無需變壓器，系統成本低，基于該并聯結構的控制方法，能快速響應調整電壓，提高能源利用率。

本發明實施例提供了一種變流器并聯結構的控制系統，包括反饋電流處理模塊、電流控制器、電壓處理模塊、空間矢量脈寬調制模塊和變流器并聯結構，所述變流器并聯結構包括并聯設置的第一變流器和第二變流器；

反饋電流處理模塊，用于分別采集變流器并聯結構中第一變流器和第二變流器的輸出電流，計算第一變流器和第二變流器的輸出電流的電流平均值；

電流控制器，用于將所述電流平均值與電流參考值進行比較，根據比較結果確定對應的控制電壓值；

電壓處理模塊，用于根據所述控制電壓值確定空間矢量脈寬調制模塊的占空比調制電壓；

空間矢量脈寬調制模塊，用于根據所述占空比調制電壓利用空間矢量調節算法分別計算所述第一變流器和第二變流器中各個晶體管的工作時間，并根據得到的各個晶體管的工作時間對所述第一變流器和第二變流器的工作狀態進行控制。

可選地，所述反饋電流處理模塊，包括：

平均值控制器，用于采集第一變流器的輸出電流i_a1、i_b1、i_c1和第二變流器的輸出電流i_a2、i_b2、i_c2，并計算第一變流器和第二變流器的電流平均值

CLARK變換單元，用于對所述電流平均值進行CLARK變換，得到電流

PARK變換單元，用于將得到的電流進行PARK變換，得到電流