[发明专利]同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法及控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换领域，尤其是一种MW级并联功率模块变流器的均流控制方法。

背景技术

受到电力电子器件耐压、开关频率和功率等级的限制，大功率变流器主要采用功率模块的并联实现功率容量的扩展。

目前功率模块并联控制方式有异步驱动型和同步驱动型两种。MW级变流器一般采用同步驱动。

如图1所述，并联变流器包括多个并联的功率模块，各个功率模块的电流输入端在直流母线侧连接在一起，各个功率模块的电流输出端在负载侧连接在一起。各个功率模块还与主控制器具有信号连接，接收来自主控制器的驱动控制信号，在一个实施例中所述驱动控制信号为主控制器同步PWM驱动信号，在其他实施例中所述驱动控制信号为主控制器同步载波信号。

现有的并联变流器依靠硬件系统自动均流，软件不参与均流控制。本领域技术人员应当知晓，若各个功率模块的硬件参数绝对一致，那么通过硬件系统自动均流的效果是很好的，然而，系统内部电子元器件的杂散特性会影响功率模块的均流效果，使得每个功率模块的输出电流并不相同，随着并联功率模块数量的增加，硬件均流效果将越来越差，甚至会导致均流失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法。

本发明提供的同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法，是这样的：在每个功率单元中执行以下步骤：

步骤11：采集变流器输出电流，将变流器输出电流除以变流器中并联的功率模块数量得到变流器输出平均电流；采集本功率模块输出电流；

步骤12：将所述变流器输出平均电流及所述功率模块输出电流进行电感电流控制处理得到驱动修正参数；

步骤13：将所述驱动修正参数及所述功率模块输出电流进行时间修正处理得到驱动修正时间；

步骤14：利用驱动修正时间修正本功率模块的主控制器同步PWM驱动信号的占空比得到本功率模块的模块驱动信号；

步骤15：利用所述模块驱动信号控制本功率模块的功率单元进而调节本功率模块输出电流。

进一步，所述步骤12中电感电流控制处理步骤进一步包括：

步骤121：计算变流器输出平均电流的有效值，计算功率模块输出电流的有效值；

步骤122：然后计算变流器输出平均电流的有效值及功率模块输出电流的有效值的差值；

步骤123：将所述差值进行PID控制运算得到驱动修正参数；

或者，所述步骤12中电感电流控制处理步骤进一步包括：

步骤121：计算变流器输出平均电流和功率模块输出电流的差值；

步骤122：将所述差值进行重复控制运算得到驱动修正参数。

进一步，所述步骤13中时间修正处理步骤进一步包括步骤131：

步骤131为：计算驱动修正参数与功率模块输出电流的乘积，对乘积进行限幅处理，得到驱动修正时间；

或者步骤131为：提取功率模块输出电流的相位，计算所述相位与驱动修正参数的乘积，对乘积进行限幅处理，得到驱动修正时间。

进一步，所述对乘积的限幅处理是这样的：当所述乘积大于最大阈值时，将乘积设为最大阈值，当乘积小于最小阈值时，将乘积设为最小阈值；所述阈值由多个功率模块驱动信号延时时间导致的电感尖峰电流最大峰峰值决定，电感量乘以电感尖峰电流最大峰峰值除以直流母线电压为最大阈值，最小阈值为最大阈值的负数。

进一步，步骤14中，当驱动修正时间为正值时，降低主控制器同步PWM驱动信号的占空比；当驱动修正时间为负值时，增加主控制器同步PWM驱动信号的占空比。

本发明提供的另一种同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法，是这样的：在每个功率单元中执行以下步骤：

步骤21：采集变流器输出电流，将变流器输出电流除以变流器中并联的功率模块数量得到变流器输出平均电流；采集本功率模块中的功率单元输出电流；

步骤22：将所述变流器输出平均电流及所述功率单元输出电流进行电感电流控制处理得到参考电压修正参数；

步骤23：将所述参考电压修正参数及功率模块输出电压参考值进行参考电压修正处理得到修正参考电压；

步骤24：利用所述修正参考电压调制主控制器同步载波信号得到本功率模块的模块驱动信号；

步骤25：利用所述模块驱动信号控制本功率模块的功率单元进而调节本功率模块输出电流。

进一步，所述步骤22中电感电流控制处理步骤进一步包括：