[发明专利]一种三相变流器及其控制方法

权利要求书

1.一种三相变流器，用于连接在直流系统和交流系统之间进行直流和交流的相互变换，其特征在于，所述三相变流器包括用于将直流电转变为多电平的开关网络、连接所述开关网络并基于所述多电平输出三相电流ia、ib和ic的三相滤波器、连接所述三相滤波器的采样单元、连接所述采样单元的控制单元、同时连接所述控制单元和采样单元的有源阻尼单元和连接在所述有源阻尼单元以及所述开关网络之间的调制单元；

所述采样单元用于获取三相滤波器输出的三相电流ia、ib和ic，并将所述三相电流ia、ib和ic发送给所述有源阻尼单元，所述有源阻尼单元包括电流调节器Ga、电流调节器Gb以及电流调节器Gc，所述电流调节器Ga、电流调节器Gb以及电流调节器Gc分别一一对应接收所述三相电流ia，ib和ic，并分别通过相互独立的调节函数对所述三相电流ia，ib和ic进行调节获得与所述三相电流ia，ib和ic一一对应的调节分量v’a、v’b以及v’c；

所述有源阻尼单元还用于根据所述调节分量v’a、v’b以及v’c获取零序调节分量v0，并将所述零序调节分量v0与所述控制单元输出的三相调制波va、vb、vc分别叠加，以获得新的三相调制波va_mod、vb_mod、vc_mod，并将所述新的三相调制波va_mod、vb_mod、vc_mod传输给所述调制单元，其中，所述零序调节分量v0为所述调节分量v’a、v’b以及v’c的直接平均数或者加权平均数，其中，所述有源阻尼单元在三相系统中是不对称系统时，所述有源阻尼单元内的三相电流调节器设置为不同值，对三相电流分别进行独立调制，在控制回路中进行系统校正使得输出与已有的对称系统控制回路相匹配，并且所述零序调节分量v0根据三相系统以及所述三相电流ia、ib和ic的变化进行实时动态地调整，以消除所述三相电流ia、ib和ic的变化带来的共模电流谐振的激励振荡；

所述调制单元用于将所述新的三相调制波va_mod、vb_mod、vc_mod调制为开关网络的驱动信号，以驱动所述开关网络向所述三相滤波器输出多电平；

所述三相滤波器用于将所述多电平转变为输入所述交流系统的交流电。

2.如权利要求1所述的三相变流器，其特征在于，所述有源阻尼单元还包括零序调节分量计算器，所述零序调节分量计算器接收所述电流调节器Ga、电流调节器Gb、电流调节器Gc分别输出的调节分量v’a、v’b以及v’c，并计算所述调节分量v’a、v’b以及v’c的直接平均数或者加权平均数，所述直接平均数或加权平均数的结果为所述零序调节分量v0。

3.如权利要求1或2所述的三相变流器，其特征在于，所述电流调节器Ga、电流调节器Gb以及电流调节器Gc中至少一个为比例积分调节器，所述比例积分调节器的调节函数G为：

其中，G＝v’a/ia＝v’b/ib＝v’c/ic，kp为比例系数，ki为积分系数，s为用复数来表示输入信号的频率和相位的复频率。

4.如权利要求1或2所述的三相变流器，其特征在于，所述电流调节器Ga、电流调节器Gb以及电流调节器Gc中至少一个为比例谐振调节器，所述比例谐振调节器的调节函数G为：

其中，G＝v’a/ia＝v’b/ib＝v’c/ic，kp为比例系数，kr为谐振系数，ω₀为变流器电路的谐振频率，s为用复数来表示输入信号的频率和相位的复频率。

5.如权利要求1或2所述的三相变流器，其特征在于，所述电流调节器Ga、电流调节器Gb以及电流调节器Gc中至少一个为微分调节器，所述微分调节器的调节函数G为：

G＝Ks；

其中，G＝v’a/ia＝v’b/ib＝v’c/ic，K为比例系数，s为用复数来表示输入信号的频率和相位的复频率。

6.如权利要求1或2所述的三相变流器，其特征在于，所述电流调节器Ga、电流调节器Gb以及电流调节器Gc中至少一个为高通滤波器，所述高通滤波器的调节函数G为：

其中，G＝v’a/ia＝v’b/ib＝v’c/ic，K为比例系数，ω_HF为截止频率，s为用复数来表示输入信号的频率和相位的复频率。