[發明專利]一種改善兩級電力變換器中間母線電壓動態性能的補償方法

有效

• 申請號: 201810589967.6
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108832804B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 游江;廖夢巖;鄧夢露;劉洪勝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M7/12;H02M3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改善兩級電力變換器中間母線電壓動態性能的補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

所述的兩級電力變換器主電路拓撲是由兩級組成，前級為單相PWM整流器，后級為移相全橋DC-DC變換器；所述的單相PWM整流器的輸出端為BUS+和BUS-；所述的移相全橋DC-DC變換器原邊的兩個橋臂為Leg3和Leg4；所述的移相全橋DC-DC變換器原邊的橋臂Leg3由S1和S2構成；所述的移相全橋DC-DC變換器原邊的橋臂Leg4由S3和S4構成；所述的移相全橋DC-DC變換器原邊的橋臂Leg3的中點C與隔直電容C_b的一端連接，C_b的另一端與高頻隔離變壓器HFT的原邊繞組一端連接，HFT原邊繞組的另一端與移相全橋DC-DC變換器原邊的橋臂Leg4的中點D連接；所述的高頻隔離變壓器HFT的原副邊變比為1:N；所述的移相全橋DC-DC變換器原邊的橋臂Leg3的中點C與BUS-之間連接有由電感L₁和電容C₁串聯構成的L₁C₁支路；所述的移相全橋DC-DC變換器原邊的橋臂Leg4的中點D與BUS-之間連接有由電感L₂和電容C₂串聯構成的L₂C₂支路；所述的高頻隔離變壓器HFT的副邊繞組與二極管整流器DR連接，DR的輸出通過由電感L_f和電容C_f構成的LC低通濾波器后連接負載R；

(1)首先系統上電初始化，對與系統控制相關的軟、硬件進行初始化；將移相全橋變換器Leg3橋臂開關管占空比的調整量δ₁設為0，將移相全橋變換器Leg4橋臂開關管占空比的調整量δ₂設為0，對CCDM模塊、VDM模塊及邏輯綜合模塊LSM復位；

(2)在完成初始化操作之后，根據實際的需要確定電壓參考值u_ref，將其與利用電壓傳感器獲得的實際直流母線輸出電壓u_dc做差，得到電壓偏差信號u_e＝u_ref-u_dc，即母線電壓的交流分量；

(3)電壓偏差信號u_e經過電壓調節器G_v1，得到電流內環參考量i_ref1，并將電感L₁上的電流i_L1作為電流內環的反饋量，將i_L1、i_ref1做差得到i_e1，i_e1經過電流調節器G_c1，得到Leg3橋臂開關管占空比的調整量δ₁；

(4)Leg3橋臂開關管占空比的調整量δ₁通過與Leg3橋臂開關管一個穩態工作點占空比求和得到調制信號d₁，穩態工作點Leg3橋臂開關管占空比為0.5，故d₁＝δ₁+0.5；

(5)d₁作為全橋變換器Leg3橋臂的PWM1調制器調制信號，經脈寬調制PWM1環節后得到橋臂Leg3中S1和S2的驅動信號D_s1和D_s2，通過D_s1、D_s2控制橋臂Leg3上的開關管S₁、S₂；

(6)通過控制Leg3橋臂上開關管S₁、S₂的占空比，使L₁C₁支路上的電容電壓u_C1產生100Hz周期性的波動，以此產生或者吸收直流母線的100Hz紋波功率，抑制直流母線100Hz紋波電壓；

(7)通過電流變化檢測模塊CCDM檢測直流母線電流i_dc的變化；

(8)判斷直流母線電流i_dc的變化率是否大于門限值A_set，如果判斷其不大于門限值A_set，繼續判斷是否接收到停機指令，若沒有接收到停機指令，重復(2)～(7)步驟，否則退出運行；當判斷出直流母線電流的變化率大于門限值A_set，繼續下面的步驟；

(9)將根據實際需要確定的電壓參考值u_ref與實際暫態過程中的直流母線電壓u_dc做差得到偏差信號u_e，u_e即為直流母線暫態電壓降落的幅值；

(10)電壓偏差信號u_e經過電壓調節器G_v2，得到電流內環參考量i_ref2，并將電感L₂上的電流i_L2作為電流內環的反饋量；將i_L2、i_ref2的做差得到i_e2，i_e2經過電流調節器G_c2，得到Leg4橋臂開關管占空比的調整量δ_x；

(11)將Leg4橋臂開關管占空比的調整量δ_x輸入LSM模塊，根據步驟(8)得到CCDM模塊將輸出w₁＝1，通過判斷w₁＝1得出Leg4橋臂開關管占空比的調整量為δ₂＝δ_x；

(12)Leg4橋臂開關管占空比的調整量δ₂通過與穩態工作時開關管占空比0.5求和，得到此時調制信號d₂＝δ₂+0.5；

(13)d₂作為全橋變換器Leg4橋臂的PWM2調制器調制信號，經脈寬調制PWM2環節后得到橋臂Leg4中S3和S4的驅動信號D_s3和D_s4，通過D_s3、D_s4控制橋臂Leg4上的開關管S₃、S₄；

(14)通過電壓檢測模塊VDM檢測電容C₂上的電壓u_C2的幅值；

(15)判斷電容電壓u_C2幅值是否穩定，如果不穩定，則重復(9)～(14)步驟，如果判斷出u_C2幅值穩定，繼續下面的步驟；

(16)LSM模塊的輸出置零，Leg4橋臂上的開關管占空比變為0.5，此時系統穩態運行；返回到步驟(2)，然后按順序執行流程。