[发明专利]一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法

说明书

一种三相双有源桥直流变换器控制系统，属于电力电子技术领域，解决单闭环比例积分调节器对输出负载发生阶跃变化时响应慢的问题，包括前级三相H桥式逆变器、后级三相H桥式整流器、三个单相高频变压器，三个移相电感，三个单相高频变压器的绕组按照Y‑Y形的连接方式，连接前级三相H桥式逆变器与后级三相H桥式整流器，三个移相电感分别串联在前级三相H桥式逆变器与单相高频变压器之间；还包括功率开关管驱动系统以及负载前馈补偿系统；实现了变换器在参考电压与输出负载发生阶跃变化时输出电压偏差的最小化；控制方法能够实现输出电压的快速稳定与精确调节；加入死区补偿控制后，提高了变换器在移相调制下功率传输的精度。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法。

背景技术

三相双有源桥直流变换器因具有输入与输出隔离、适合大功率应用、可靠性高、ZVS软开关、功率密度高、功率可双向流动等优良特性而广泛应用于大功率、高电压电力系统中，三相双有源桥直流变换器的动态性能是该领域研究的热点。在负载或参考电压发生扰动时，快速的动态响应既可以减少瞬态输出电压偏差，又可以使输出直流总线电容变小，实现了尺寸和重量的减少，提高功率密度。

关于提高三相双有源桥直流变换器的动态性能，虽然利用简单的单闭环比例积分调节器能获得出色的参考电压阶跃响应，但是单闭环比例积分调节器对输出负载发生阶跃变化时的响应比参考电压阶跃变化时的响应要慢得多，这是因为单闭环比例积分调节器只能响应由输出负载电流变化引起的电压误差。

现有技术中，申请公布号为CN106033932A的中国发明专利申请《三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法》公开了一种三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法，在三相双有源桥式直流变换器处于稳态的情况下，当V1侧和V2侧两个三相桥式电路的占空比指令D1,1和D2,1单独或同时改变为D1,2和D2,2时，通过两种调节过渡区间内占空比大小的方法，使得变压器三相电感电流分别仅经过1/3个开关周期或2/3个开关周期的过渡区间就可达到平衡。

虽然上述中国发明专利申请降低了因三相电感电流不平衡而引起的变换器两侧直流电流振荡的幅值和时间，从而改善了变换器的动态性能。

但是上述中国发明专利申请未能解决单闭环比例积分调节器对输出负载发生阶跃变化时的响应比参考电压阶跃变化时的响应要慢得多的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决单闭环比例积分调节器对输出负载发生阶跃变化时的响应比参考电压阶跃变化时的响应慢的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的。

一种三相双有源桥直流变换器控制系统，包括前级三相H桥式逆变器(1)、后级三相H桥式整流器(2)、三个单相高频变压器T，三个移相电感L，所述的三个单相高频变压器T的绕组按照Y-Y形的连接方式，连接前级三相H桥式逆变器(1)与后级三相H桥式整流器(2)，所述的三个移相电感L分别串联在前级三相H桥式逆变器(1)与单相高频变压器T之间；所述的三相双有源桥直流变换器控制系统还包括功率开关管驱动系统以及负载前馈补偿系统。

本发明的控制系统在单闭环比例积分调节的基础上引入负载前馈补偿系统，实现了变换器在参考电压与输出负载发生阶跃变化时输出电压偏差的最小化。