[发明专利]一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法

摘要

本发明提供一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法及装置，属于电力电子技术领域。本发明在将单相PWM整流器的输出电压udc作为其后级的移相全桥DC‑DC变换器的直流输入电压的条件下，在移相全桥变换器的两个桥臂的中点对负母线分别接入一个L1C1和一个L2C2支路，其中L1C1支路用于抑制直流母线100Hz纹波电压，L2C2支路用于补偿由于负载突变导致的直流母线电压暂态跌落。本发明所提出的方法可在电容Cdc的容量显著减小的情况下可获得低纹波电压的PWM整流器输出电压，从而可以在一定程度上提高了整个系统的功率密度；还可以有效改善PWM整流器输出电压的动态性能，显著减低PWM整流器输出电压的暂态跌落，有助于保证直流母线电压的稳定性。

主权项

1.一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先系统上电初始化，对与系统控制相关的软、硬件进行初始化；将移相全桥变换器Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ1设为0，将移相全桥变换器Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ2设为0，对CCDM模块、VDM模块及LSM模块复位；(2)在完成初始化操作之后，根据实际的需要确定电压参考值uref，将其与利用电压传感器获得的实际直流母线输出电压udc做差，得到电压偏差信号ue＝uref‑udc，即母线电压的交流分量；(3)电压偏差信号ue经过电压调节器Gv1，得到电流内环参考量iref1，并将电感L1上的电流iL1作为电流内环的反馈量，将iL1、iref1做差得到ie1，ie1经过电流调节器Gc1，得到Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ1；(4)Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ1通过与Leg3桥臂开关管一个稳态工作点占空比求和得到调制信号d1，稳态工作点Leg3桥臂开关管占空比为0.5，故d1＝δ1+0.5；(5)d1作为全桥变换器Leg3桥臂的PWM1调制器调制信号，经脉宽调制PWM1环节后得到桥臂Leg3中S1和S2的驱动信号Ds1和Ds2，通过Ds1、Ds2控制桥臂Leg3上的开关管S1、S2；(6)通过控制Leg3桥臂上开关管S1、S2的占空比，使L1C1支路上的电容电压uC1产生100Hz周期性的波动，以此产生或者吸收直流母线的100Hz纹波功率，抑制直流母线100Hz纹波电压；(7)通过电流变化检测模块CCDM检测直流母线电流idc的变化；(8)判断直流母线电流idc的变化率是否大于门限值Aset，如果判断其不大于门限值Aset，继续判断是否接收到停机指令，若没有接收到停机指令，重复(2)～(7)步骤，否则退出运行；当判断出直流母线电流的变化率大于门限值Aset，继续下面的步骤；(9)将根据实际需要确定的电压参考值uref与实际暂态过程中的直流母线电压udc做差得到偏差信号ue，ue即为直流母线暂态电压降落的幅值；(10)电压偏差信号ue经过电压调节器Gv2，得到电流内环参考量iref2，并将电感L2上的电流iL2作为电流内环的反馈量；将iL2、iref2的做差得到ie2，ie2经过电流调节器Gc2，得到Leg4桥臂开关管占空比的调整量δx；(11)将Leg4桥臂开关管占空比的调整量δx输入LSM模块，根据步骤(8)得到CCDM模块将输出w1＝1，通过判断w1＝1得出Leg4桥臂开关管占空比的调整量为δ2＝δx；(12)Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ2通过与稳态工作时开关管占空比0.5求和，得到此时调制信号d2＝δ2+0.5；(13)d2作为全桥变换器Leg4桥臂的PWM2调制器调制信号，经脉宽调制PWM2环节后得到桥臂Leg4中S3和S4的驱动信号Ds3和Ds4，通过Ds3、Ds4控制桥臂Leg4上的开关管S3、S4；(14)通过电压检测模块VDM检测电容C2上的电压uC2的幅值；(15)判断电容电压uC2幅值是否稳定，如果不稳定，则重复(9)～(14)步骤，如果判断出uC2幅值稳定，继续下面的步骤；(16)LSM模块的输出置零，Leg4桥臂上的开关管占空比变为0.5，此时系统稳态运行；返回到步骤(2)，然后按顺序执行流程。