[發明專利]H橋級聯型整流器電容電壓平衡控制方法

有效

• 申請號: 201810477595.8
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108631628B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 楊飏
• 申請（專利權）人: 南京鐵道職業技術學院
• 主分類號: H02M7/23
• 分類號: H02M7/23;H02M7/219;H02M1/42
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種H橋級聯型整流器電容電壓平衡控制方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：每個功率模塊的輸出電壓u_dci(i＝0,1,…n)用加法器sum求和，得到直流母線電壓總和u_dcsum，用其與直流側電壓參考值比較，將得到的誤差值送入電壓外環PI控制環節得到電流調節量I_ref；

步驟二：根據電流調節量I_ref得到網側瞬時參考電流值

步驟三：將網側瞬時參考電流值與電流瞬態值i_s進行比較產生電壓調整值，得到H橋級聯型整流器的網側電壓參考值將網側電壓參考值送入電容電壓平衡算法模塊作為控制依據；

步驟四：將每個功率模塊的輸出電壓u_dci與每個功率模塊的參考電壓進行比較，兩者產生的誤差輸入到PI控制器中產生補償電流的幅值；

步驟五：每個模塊的調制信號都是對應的網側電流誤差△e_i和網側電壓參考值之和產生的；

步驟六：每個模塊的調制信號送入CPS-SPWM調制模塊，產生開關管驅動信號；

所述步驟六中CPS-SPWM調制模塊具體為

每個模塊的調制比可以由每個模塊的輸入電壓峰值和輸出電壓之間的關系來表示；如下公式(7)所示，m_i代表第i個模塊的調制比

因為輸入電感影響很小可以忽略，所以電網電壓的有效值可以表示為

將n個功率模塊的H橋級聯型整流器的調制比表示為M，m_i和M之間的關系可以推導出：

當負載改變時，假設模塊1為最小負載導納值Y₁，其余模塊的負載導納值都相同：

Y₁Y₂＝Y₃....＝Y_n (10)

在施加電壓平衡算法的情況下，CHBR中的每個功率模塊上的功率都會動態變化，從而就可以實現電容電壓的平衡；然而在超調情況下，調制器會進入非線性區，這樣會造成明顯的低頻諧波分量；因此，平衡算法只有在每個模塊的調制比在0到1之間時才能夠正常工作；從第2個模塊到第n個模塊的調制比都用第一個模塊的調制比來表示：

將負載不平衡度定義如式(12)，其中△y為負載不平衡度，其大小為不均衡模塊導納與各模塊導納的平均值之比；設定Y₁是最小負載導納值，則負載不平衡度可表示為：

當負載平衡時，負載不平衡度等于1，當模塊1的負載被切除，不平衡度等于0；假設電路中無功率損耗，那么分配到功率模塊1的有功功率可以表示為：

假設在能量傳遞過程中不損耗有功功率，總輸入功率可以表示為：

由公式(13)和公式(14)得：