[发明专利]直流母线电容的选型方法和评估方法及其应用装置

说明书

本发明提供的直流母线电容的选型方法和评估方法及其应用装置，在确定待选直流母线电容的三相DC/AC变换器的输出电压和输出电流之后，根据所述输出电压和所述输出电流以及所述三相DC/AC变换器的调制策略，确定所述三相DC/AC变换器的桥臂干路总电流；然后根据所述桥臂干路总电流，提取所述三相DC/AC变换器的半母线纹波电流；再根据所述半母线纹波电流和所述三相DC/AC变换器的直流母线电容电压波动幅值要求，进而计算得到所述三相DC/AC变换器的直流母线电容容量。基于上述方法，可直接同步获取不同输入和输出条件下的直流母线电容的纹波电流和容量需求，从双角度指导和优化对于直流母线电容的设计。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种直流母线电容的选型方法和评估方法及其应用装置。

背景技术

直流母线电容作为DC/AC变换器的核心器件，其主要是起到母线电压支撑和纹波抑制的作用。作为直流和交流变换的缓冲单元，直流母线电容的容量大小不仅直接决定了直流电压母线电压的波动幅值，进而影响变换器输出波形；并且，其容量大小还与自身成本和体积直接相关；因此，如何选取和确定DC/AC变换器的直流母线电容至关重要。

在工程应用中，大多通过工程经验以及结合实际测试调整，来获得三相DC/AC变换器的直流母线电容容量，但是该方法不仅耗费大量的人力物力，而且效率低。另外，现有技术中也存在一些从计算方法进行直流电容选型设计的方案，比如通过计算直流电容纹波因数确定直流电容的纹波电流有效值，进而进行母线电容选型设计，或者，通过PWM调制波周期内电容中点电荷累积量来计算确定电容容量等；但是现有技术中的计算方法均只从单一角度给出了三电平DC/AC变换器直流母线电容的设计方案，未统筹考虑直流母线电容容量和耐受纹波电流的同步需求，不利于实际应用时的选型。

发明内容

本发明提供一种直流母线电容的选型方法和评估方法及其应用装置，可直接同步获取不同输入和输出条件下直流母线电容的纹波电流和容量需求，从双角度指导和优化直流母线电容的设计。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明一方面提供一种直流母线电容的选型方法，包括：

确定待选直流母线电容的三相DC/AC变换器的输出电压和输出电流；

根据所述输出电压和所述输出电流以及所述三相DC/AC变换器的调制策略，确定所述三相DC/AC变换器的桥臂干路总电流；所述桥臂干路总电流为上桥臂干路总电流、中间桥臂干路总电流及下桥臂干路总电流中的任意一个；

根据所述桥臂干路总电流，提取所述三相DC/AC变换器的半母线纹波电流；所述半母线纹波电流为正半母线纹波电流或者负半母线纹波电流；

根据所述半母线纹波电流和所述三相DC/AC变换器的直流母线电容电压波动幅值要求，计算得到所述三相DC/AC变换器的直流母线电容容量。

优选的，根据所述输出电压和所述输出电流以及所述三相DC/AC变换器的调制策略，确定所述三相DC/AC变换器的桥臂干路总电流，包括：

根据所述三相DC/AC变换器的调制策略，计算所述三相DC/AC变换器的三相调制波函数；

根据所述三相调制波函数，计算与所述桥臂干路总电流相对应的各相桥臂导通时的等效占空比；

根据所述输出电流以及所述等效占空比，计算与所述桥臂干路总电流相对应的各相桥臂支路电流；

对所述各相桥臂支路电流求和，计算得到所述桥臂干路总电流。

优选的，根据所述桥臂干路总电流，提取所述三相DC/AC变换器的半母线纹波电流，包括：