[发明专利]基于瞬时电流前馈控制的高频冗余PWM整流装置及方法

摘要

一种基于瞬时电流前馈控制的高频冗余PWM整流装置及方法，本发明属于电力电子与电力传动领域。本发明包括IGBT驱动单元、PWM驱动信号电平转换单元、控制单元和校正单元，该装置还包括主电路单元和高频信号逻辑控制单元。主电路单元是整个发明的硬件基础，为IGBT并联型桥式电路。高频信号逻辑控制单元，是实现PWM整流器的核心逻辑单元。本发明还采用了瞬时电流前馈控制方法，瞬时电流前馈控制能够使实际瞬时电流值快速跟踪瞬时电流给定值。本发明采用高频信号逻辑控制和瞬时电流前馈控制方法具有整流器功率因数高、直流侧电源质量高、直流电压可控、交流侧电流正弦、交流侧谐波小和装置体积小的特点。

主权项

基于瞬时电流前馈控制的高频冗余PWM整流装置，该装置包括IGBT驱动单元、PWM驱动信号电平转换单元、控制单元、校正单元、交流电流互感器、交流电压互感器和直流电压传感器，所述的校正单元包括交流电压校正单元、交流电流校正单元和直流电压校正单元，其特征在于：该装置还包括主电路单元和高频信号逻辑控制单元，其中：主电路单元:采用两个PWM整流器并联的模式，即为IGBT并联型桥式电路，用于将交流电信号向直流电信号的转换，直流电压输出端输出的电压信号通过直流电压传感器后产生的信号传递给直流电压校正单元；IGBT驱动单元:用于将高频信号逻辑控制单元输出的PWM信号转换为适用于驱动主电路单元内IGBT开关管的电平信号，IGBT驱动单元通过驱动信号的输出端连接主电路单元中PWM整流器内IGBT开关管的控制信号输入端，从而控制IGBT开关管导通与关断；高频信号逻辑控制单元:用于将PWM驱动信号电平转换单元输出的控制每相桥臂内两个IGBT开关管的PWM信号分解为控制并联的两个桥臂内四个IGBT开关管的PWM信号，控制并联PWM整流器的协调导通，实现IGBT开关管高频化导通，高频信号逻辑控制单元的PWM信号输出端连接IGBT驱动单元的PWM信号输入端；PWM驱动信号电平转换单元:用于将控制单元输出的电压信号转换为符合驱动IGBT开关管所需的电压信号，PWM驱动信号电平转换单元的PWM信号输出端连接高频信号逻辑控制单元的PWM信号输入端；控制单元：用于将校正单元输出的交流电压信号,交流电流信号和直流电压信号进行AD转换,实现整个控制系统的计算、输出PWM信号以及与上位机的通讯，控制单元的PWM信号输出端连接PWM驱动信号电平转换单元的PWM信号输入端；校正单元:用于将在电网交流侧和直流侧采样得到的强电信号校正为适用于控制单元的弱电信号，交流电压校正单元的交流电压信号输出端连接控制单元的交流电压信号输入端，交流电流校正单元的交流电流信号输出端连接控制单元的交流电流信号输入端，直流电压校正单元的直流电压信号输出端连接控制单元的直流电压信号输入端。