[發明專利]單相整流器控制方法及系統

在審

• 申請號: 201810508778.1
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108667322A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 林顯琦;楊東軍;張利軍
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/12;H02M1/32
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

1.一種單相整流器控制方法，用于單相整流器的控制，單相整流器采用電壓外環、電流內環雙環控制，其特征在于，包括以下步驟：

為SOGI控制單元定義SOGI傳遞函數：

其中，ω為諧振頻率，等于單相整流器交流側輸入電壓角速度；

則，引入鎖相環后單相整流器系統的閉環傳遞函數為：

其中，k是帶寬影響因數；

采用三階積分器對SOGI傳遞函數進行離散化處理，

其中，y(n)為采樣數組Y的第n個點，u(n)為采樣數組U的第n個點，Ts為采樣周期。

進而得：

其中I₁、I₂和I₃為積分器離散化因數；

對離散化處理后的SOGI傳遞函數進行Park變換；

Park變換公式為：

其中，d、q分別為dq坐標系下各坐標軸分量，α、β分別為αβ坐標系下各坐標軸分量，ωt為dq坐標系相對于αβ坐標系的角度。

Park變換后的輸出與q軸電壓給定值比較，作為鎖相環控制的輸入；

SOGI控制單元的輸出作為電壓外環控制單元的輸入。

2.如權利要求1所述的單相整流器控制方法，其特征在于，進一步包括以下步驟：直流電壓增加補償的方法來消除由于二次波動引起的交流電流諧波，將單相整流器直流側輸出電壓加上補償電壓后，反饋至電壓外環控制的輸入端，與電壓我換控制的輸入電壓相減后作為電壓外環控制的輸入，所述補償電壓為：

其中，Δu表示補償電壓，表示直流二次波動電壓，C表示單相整流器輸入端電容，U_m為輸入電壓峰值，I_m為輸入電流峰值。

3.如權利要求1所述的單相整流器控制方法，其特征在于：進一步包括以下步驟：對電壓外環控制單元的輸出進行限幅控制，進而實現對啟動沖擊電流的抑制。

4.如權利要求4所述的單相整流器控制方法，其特征在于：進行限幅控制時，將單相整流器直流側的輸出值U_out與期望輸出值進行比較：

若采用對啟動電流進行限幅控制；

若采用對啟動電流進行限幅控制；

其中，為電壓外環控制單元的輸出，I_d為單相整流器啟動電流。

5.單相整流器控制系統，包括控制器，所述控制器包括電壓外環控制單元和電流內環控制單元，其特征在于：進一步包括SOGI控制單元和采樣單元，所述采樣單元采集單相整流器交流輸入電流、交流輸入電壓和直流輸出電壓；

SOGI控制單元接收交流輸入電壓，作為SOGI控制單元的輸入；

SOGI控制單元的輸出及直流輸出電壓的反饋量相比較，作為電壓外環控制單元的輸入；

電壓外環控制單元的輸出作為電流內環控制單元的輸入。

6.如權利要求5所述的單相整流器控制系統，其特征在于：所述控制器還包括諧波控制單元，所述諧波控制單元產生諧波控制電壓信號，所述諧波控制電壓信號輸出至直流輸出電壓的反饋端，與直流輸出電壓的反饋量相加后，進一步與SOGI控制單元的輸出相比較，作為電壓外環控制單元的輸入。

7.如權利要求5所述的單相整流器控制系統，其特征在于：所述控制器還包括電流抑制單元，所述電流抑制單元獲取交流輸入電壓和直流輸出電壓，并進一步包括用以比較交流輸入電壓和直流輸出電壓的電壓比較模塊，及根據電壓比較模塊結果生成電流抑制信號的抑制信號生成模塊。