[发明专利]三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法

权利要求书

1.一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

根据输入侧和输出侧有功功率平衡，以及输入侧电压电流得到输入侧有功功率，由输出侧有功功率以及直流侧电压并经低通滤波器得到整流器直流侧电流的直流分量；

输入侧有功功率与直流电压的比值，减去直流分量，得到电容电流；

将电容的充放电方程根据一阶欧拉法离散化，基于最小二乘法，进行电容容量的辨识；

其中，车载充电系统接入电网后，运行在不控整流状态，不添加额外的传感器，利用电压电流采样重构电容电流，进行参数辨识；

三相不控整流电路中，根据输入输出侧瞬时功率守恒得到：

p_in＝p_out+p_loss (1)

其中，p_in、p_out、p_loss分别为整流器交流输入瞬时功率、整流器直流侧输出瞬时功率、损耗瞬时功率；

而：

p_in＝e_ai_a+e_bi_b+e_ci_c (2)

其中，e_a、e_b和e_c为交流侧三相电网电压；i_a、i_b和i_c为交流侧电流；

将式(1)左右两边同时除以直流侧电压U_dc，得到：

将损耗等效到直流侧，得到：

i'_dc＝i_dc+i_loss＝i_C+i_R+i_loss (4)

其中，

其中，i'_dc、i_C、i_R、i_loss分别为损耗等效到直流侧的直流母线电容前端输入电流、直流母线电容电流、直流侧负载电流、整流器损耗直流侧等效电流，i_dc为实际直流侧的直流母线电容前段电流；

损耗和直流侧负载电阻电流均为直流量，电容电流为交流量，得详细电流关系如下：

i'_dc＝i_C+(i_R+i_loss)＝i'_dcd+i'_dca (5)

其中，

其中，i'_dca为损耗等效到直流母线电容前端输入电流i'_dc的交流分量，i'_dcd为损耗等效到直流母线电容前端输入电流i'_dc的直流分量；

其中，i'_dc由式(6)计算得到：

i'_dc经过低通滤波器，得到直流分量，此直流分量等于i'_dcd，由式(5)得到式(8)，进而重构出电容电流i_C，即为：

i_C＝i'_dca＝i'_dc-i'_dcd (8)

电容的充放电方程为：

根据一阶欧拉法，将此方程离散化得到：

根据上式由最小二乘法可辨识得到电容容量结果；

其中，i_C(k)为当前时刻电容电流；C为电容容量参数；U_dc(k+1)为下一时刻直流侧电容电压；U_dc(k)为当前时刻直流侧电容电压；T_s为采样周期；k为当前时刻。

2.根据权利要求1所述的一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取到直流侧母线电容容量之后，根据传递函数，进行电压环的控制参数整定计算。

3.根据权利要求1所述的一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法，其特征在于，所述方法还包括：

在PWM整流运行阶段，当系统运行性能降低时，将直流电压给定值注入小幅值的交流分量，使得直流电压存在波动，从而再次进行电容容量辨识；

根据三相PWM整流器的数学模型，基于最小二乘法进行电容容量的再次辨识；

根据不控整流阶段的方式在PWM整流阶段重构电容电流，此阶段的整流器直流侧输出电流直接表示为：

i_dc＝i_as_a+i_bs_b+i_cs_c

其中，i_a、i_b和i_c为交流侧电流，S_a、S_b和S_c为三相功率器件的开关状态。