整流器的控制方法、裝置及整流器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及電力電子技術和非線性控制領域，公開了一種整流器的控制方法、裝置及整流器，通過獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓udc、輸入電流idc、輸出電壓uDC，獲取期望的交流電流的幅值Imr及6倍工頻的正弦交流電壓ur，根據基于EL方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變換部分的開關管進行控制。能夠有效減小單開關三相整流器的電流突變，防止電流畸變。
【專利說明】整流器的控制方法、裝置及整流器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力電子技術和非線性控制領域，尤其涉及一種整流器的控制方法、 裝置及整流器。
【背景技術】
[0002] 為滿足工業對整流器的綜合性能要求，國外開始單向混合H相電壓型整流器的研 究。單向混合H相電壓型整流器是由工作在不同拓撲結構和工作頻率的兩個整流器A、B并 聯組成，共為同一負載供電。整流器A、B的輸入電流合成為與電網電壓同步的正弦電流。 整流器A -般由H相二極管橋整流器和boost型DC/DC變換器組成單開關H相整流器，負 擔大部分負載功率；整流器B為工作于高頻的H相電壓源型PWM整流器，負擔小部分負載功 率。在單向混合H相電壓型整流器中，單開關H相整流器A(如圖1所示）輸入如圖2所示 的電流。在負載功率及其電壓已知的情況下，根據H相交流電壓U及交、直流側功率平衡， 就能獲得期望的與H相交流電壓同步的單向混合H相電壓型整流器交流正弦電流。根據單 向混合H相電壓型整流器網側單位功率因數及交流電流低諧波的要求，當Ug = Umsincot, 則期望的網側交流電流為iar = Imrsincot, Imr可根據交流側與負載功率平衡計算得到。 W a相為例，即iar = idar+iaar(iar、ida;r及iaar分別為單向混合H相電壓型整流器、整 流器A及B的期望相電流），i化為直流側期望電流，如圖3所示，由于整流器A的期望輸入 電流idar具有突變性，必導致整流器B期望電流iaar具有突變性，則整流器B無法跟蹤具 有突變性期望的電流并使輸入電流產生崎變（如圖3中虛線圈所標識）。因此，在單向混合 H相電壓型整流器期望交流正弦電流已知的情況下，盡量減少整流器A及B期望電流突變 的次數是實現單向混合H相電壓型整流器交流正弦電流化急需解決的問題。
【發明內容】
[0003] 本發明提供一種整流器的控制方法、裝置及整流器，解決現有技術中單開關H相 整流器的輸入電流突變較大的技術問題。
[0004] 本發明的目的是通過W下技術方案實現的：
[0005] -種整流器的控制方法，包括：
[0006] 獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓Ud。、輸入電流ide、輸出電壓Udc ;
[0007] 獲取期望的交流電流的幅值Imt及6倍工頻的正弦交流電壓Uf ;
[0008] 根據基于化方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變換部分的開 關管進行控制，其中，所述控制器為基于化方程模型的無源控制器，所述整流器的控制器 的輸入為叫。、id。、Ud。idt和心idt為輸入電流ide的期望值，所述由Imt和Uf獲得，r。！ 為注入阻尼，所述控制器的輸出為開關管的驅動電壓IV
[0009] 一種整流器的控制裝置，包括：
[0010] 第一獲取模塊，用于獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓Ud。、輸入電流id。、輸出 電壓Udc
[0011] 第二獲取模塊，用于獲取期望的交流電流的幅值Imt及6倍工頻的正弦交流電壓 Ur ；
[0012] 控制模塊，用于根據基于化方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC 變換部分的開關管進行控制，其中，所述控制器為基于化方程模型的無源控制器，所述整 流器的控制器的輸入為Ude、ide、UDe、i&和r,i，idt為輸入電流ide的期望值，所述由Imt和 Uf獲得，rgi為注入阻尼，所述控制器的輸出為開關管的驅動電壓IV
[001引一種整流器，包括H相二極管橋整流器、DC/DC變換器和整流器的控制器，其中，所 述整流器的控制器，用于獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓Ud。、輸入電流id。、輸出電壓 Udc ;獲取期望的交流電流的幅值Imt及6倍工頻的正弦交流電壓Uf ;根據基于化方程模型 建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變換部分的開關管進行控制，其中，所述控制 器為基于化方程模型的無源控制器，所述整流器的控制器的輸入為Ud。、ide、Ud。、和r,i， 為輸入電流id。的期望值，所述idt由Imt和Uf獲得，rgi為注入阻尼，所述控制器的輸出 為開關管的驅動電壓UgD
[0014] 通過本發明提供的一種整流器的控制方法、裝置及整流器，通過獲取整流器DC-DC 變換部分的輸入電壓Ud。、輸入電流id。、輸出電壓Udc,獲取期望的交流電流的幅值Imt及6倍 工頻的正弦交流電壓Uf，根據基于化方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC 變換部分的開關管進行控制。能夠有效減小單開關H相整流器的電流突變，防止電流崎變。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可根據該些附圖獲得 其他的附圖。
[0016] 圖1為單向混合H相電壓型整流器中單開關H相整流器的電路圖；
[0017] 圖2為本發明實施例中單開關H相整流器的輸入電流波形圖；
[001引圖3為整流器A及B的交流側a相電壓、電流和直流側電流波形圖；
[0019] 圖4為應用本發明實施例的技術方案之后，整流器A及B的交流側a相電壓、電流 和直流側電流波形圖；
[0020] 圖5為本發明實施例中提供的單開關H相整流器的電路圖；
[0021] 圖6為本發明實施例中提供的一種整流器的控巧巧法的流程圖；
[0022] 圖7為本發明實施例中提供的一種整流器的控制裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0024] 為實現如圖4所示電流波形，采用圖5所示單開關H相整流器電路結構，圖5與圖 1區別在于交流側增加了H個小電感La。本發明實施例中提供的單開關H相整流器的電路 圖，如圖5所示，單開關H相整流器包括兩部分分別為H相二極管橋整流器和DC/DC變換 器，變換器的輸入電壓為Ud。、輸入電流為id。、輸出電壓為Udc,開關管T的驅動電壓為Ug,
[002引基于圖5所示的電路圖，W驅動電壓Ug的控制為例，介紹本發明實施例中提供的 一種整流器的控制方法，如圖6所示，該方法包括如下步驟：
[002引步驟601、獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓Ud。、輸入電流ide、輸出電壓Udc ;
[0027] 步驟602、獲取期望的交流電流的幅值Imt及6倍工頻的正弦交流電壓Uf ;
[0028] 其中，所述期望的交流電流的幅值Imt由交流側的負載功率平衡計算獲得，所述6 倍工頻的正弦交流電壓Uf由叫。經帶通濾波器獲得。為實現直流側電流id。按正弦脈動，就 需獲得按正弦脈動的期望電流i&。由于是由單開關H相整流器的H相交流電流組合而 成，若能控制id。跟蹤i&，就可實現圖4所示的電流。由于Ud。與所需的具有相同的脈動 頻率，為獲得按正弦脈動的期望電流所需的6倍工頻的正弦交流量，先由Ud。經帶通濾波 器獲得UfD
[0029] 步驟603、根據基于化方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變換 部分的開關管進行控制。
[0030] 其中，所述控制器為基于化方程模型的無源控制器，所述整流器的控制器的輸入 為Ude、ide、Udc、和r。:，為輸入電流ide的期望值，所述由Imt和Uf獲得，為注入 阻尼，所述控制器的輸出為開關管的驅動電壓IV輸入電流id。的期望值idt由公式idt = 0. 5Imt+KUf獲得，其中，K為可調的正數。
[0031] 其中，步驟603為了得到基于化方程巧Uler-Lagrange,歐拉-拉格朗日方程）的 整流器無源控制策略，需要根據化方程模型的數學模型建立整流器的控制器，具體包括如 下步驟：
[003引步驟603-1、根據基爾霍夫定律，獲得KVL和K化方程；
[0033] 其中，其中，KVL方程為
【權利要求】
1. 一種整流器的控制方法，其特征在于，包括： 獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓ud。、輸入電流id。、輸出電壓uDC ; 獲取期望的交流電流的幅值1?及6倍工頻的正弦交流電壓; 根據基于EL方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變換部分的開關管 進行控制，其中，所述控制器為基于EL方程模型的無源控制器，所述整流器的控制器的輸 入為ud。、id。、uDC、id,和r al，id,為輸入電流id。的期望值，所述id,由1"和u,獲得，r al為注 入阻尼，所述控制器的輸出為開關管的驅動電壓ug。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，輸入電流id。的期望值由公式= 0. 5I"+K\獲得，其中，K為可調的正數。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述期望的交流電流的幅值1"由交流側 的負載功率平衡計算獲得，所述6倍工頻的正弦交流電壓Ur由ud。經帶通濾波器獲得。
4. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據基于EL方程模型建立DC-DC變 換部分的控制器，包括： 根據基爾霍夫定律，獲得KVL和KCL方程，其中，KVL方程為
5. -種整流器的控制裝置，其特征在于，包括： 第一獲取模塊，用于獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓ud。、輸入電流id。、輸出電壓 UDC 第二獲取模塊，用于獲取期望的交流電流的幅值1?及6倍工頻的正弦交流電壓; 控制模塊，用于根據基于EL方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變 換部分的開關管進行控制，其中，所述控制器為基于EL方程模型的無源控制器，所述整流 器的控制器的輸入為和ral，4為輸入電流id。的期望值，所述由1"和w 獲得，ral為注入阻尼，所述控制器的輸出為開關管的驅動電壓ug。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊包括： 電流計算單元，用于根據1?和\獲得所述，其中，= 0. 5I"+Ki^ ; 負載功率計算單元，用于根據交流側的負載功率平衡計算獲得期望的交流電流的幅值 Imr ； 濾波單元，用于由Ud。過濾出所述6倍工頻的正弦交流電壓
7. -種整流器，其特征在于，包括三相二極管橋整流器、DC/DC變換器和整流器的控制 器，其中，所述整流器的控制器，用于獲取整流器DC-DC變換部分的輸入電壓ud。、輸入電流 id。、輸出電壓uDC ;獲取期望的交流電流的幅值1"及6倍工頻的正弦交流電壓Ur ;根據基于 EL方程模型建立DC-DC變換部分的控制器，對所述DC-DC變換部分的開關管進行控制，其 中，所述控制器為基于EL方程模型的無源控制器，所述整流器的控制器的輸入為ud。、id。、 uDC、4和ral，id,為輸入電流id。的期望值，所述i d,由1"和u,獲得，ral為注入阻尼，所述 控制器的輸出為開關管的驅動電壓ug。
【文檔編號】H02M7/12GK104362870SQ201410602709
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】王久和 申請人:北京信息科技大學