[发明专利]低电流纹波的电力电子工况模拟装置及方法

说明书

本发明提供了一种低电流纹波的电力电子工况模拟装置及方法。其中，模拟变流器按特定条件将各自载波相位错开，从而使得由模拟变流器产生的电流纹波被限制在并联支路内，而交流母线上只出现待测变流器所产生的电流纹波，并通过系统中交流侧或者直流侧的共模电感进行抑制。本发明提供的低电流纹波的电力电子工况模拟装置及方法，可以有效抑制待测变流器和模拟变流器所产生的电流纹波，从而更准确地对电力电子变流器进行测试。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种低电流纹波的电力电子工况模拟装置及方法。

背景技术

随着电力电子变流器在新能源发电、工业控制、电动汽车、航空航天等重要的电能变换和电力拖动领域的广泛应用，电力电子变流器的功率等级和功率密度正不断提升，运行工况也越来越复杂。在电力电子变流器投入使用前，往往需要对其进行一系列功能性及可靠性的测试及验证。电力电子系统工况模拟装置正成为对电力电子变流器进行功能及可靠性测试的主流测试方法。

目前最典型的电力电子工况模拟系统包括两台电力电子变流器，其中一台为待测试变流器；另一台为模拟变流器，用于复现待测变流器在实际工况下的电压与电流。这种电力电子工况模拟装置存在以下局限性：

1、电流纹波频谱复杂，幅值不固定。增加了电阻抗网络的设计难度和成本。

2、准确性低。复杂的电流纹波会引入电流采样误差，进而导致流经待测变流器的电流失真。

经过检索发现：

公开号为CN113411032A的中国发明专利申请《基于电压信号传输的全带宽电驱系统工况模拟系统及方法》，采用驱动侧三相DC/AC变流器，在电路层面模拟电机驱动的端口电压；采用电机侧三相DC/AC变流器，在电路层面模拟电机的电流响应；采用电驱调速控制器，描述驱动侧的电气行为特性；通过电压信号传输模块和纹波抑制无源阻抗网络模块，传输驱动侧变流器的电压调制信号至电驱工况模拟数学模型模块，描述目标电机的电气和机械行为特性；采用电流全带宽控制模块，于全频段下控制目标电机的电流响应。该方法与本申请相比，具有如下技术问题及不同：

1、该方法仅使用无源阻抗网络模块抑制共模纹波，在基波频率较低时，抑制效果不理想，仍会引入电流采样误差；

2、该方法交流母线电流纹波频谱复杂、幅值不固定，不利于无源阻抗网络模块的设计；

3、该方法使用开环控制策略，无源阻抗网络的模型值与实际值的误差会导致交流测试端口电压不准确；

4、该方法需要驱动侧变流器向模拟侧变流器传输电压调制信号，不具有即插即用性。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种低电流纹波的电力电子工况模拟装置及方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种低电流纹波的电力电子工况模拟装置，包括：并联连接的多台模拟变流器；其中：

每一台所述模拟变流器均包括直流端和交流端，其中，每一个所述直流端与各自直流供电端口相连；每一个所述交流端分别连接至交流母线后，再连接至交流测试端口；

所述并联连接的多台模拟变流器满足如下任意一个条件：

-条件一：并联连接的模拟变流器为n台，其中n为大于等于2的整数，n台模拟变流器的开关频率相同，且载波相位相差2π/n；

-条件二：并联连接的模拟变流器为n台，其中n为大于等于2的整数，n台模拟变流器的开关频率相同；n台模拟变流器等分为h组，其中h为大于等于2的整数，每一组内的模拟变流器载波相位相同，组间模拟变流器载波相位相差2π/h；