[实用新型]基于单周期控制策略的新型电动汽车充电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单周期控制策略的新型电动汽车充电机。

背景技术

电动汽车充电机是非线性负荷，充电时产生谐波电流，引起电压畸变。目前，消除和抑制电流谐波已成为电动汽车充电机的一个热点。

1.三相PWM功率变换器由于具有网侧电流正弦、功率因数高、能量双向流动等优点，在电动汽车充电机中得到广泛应用。对三相PWM功率变换器的控制策略有滞环控制、预测控制、矢量控制、直接功率控制等，但这些控制方法均需要采用dq坐标变换和SPWM或SVPWM调制，系统较为复杂，生产成本高。

2.单周期控制电路结构紧凑、所用元件少且响应速度快，但在轻载或反相逆变模式下出现系统运行不稳定的局限性，应用到电动汽车充电机上有很多困难。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，对传统的单周期控制方法进行改进，提供一种基于单周期控制策略的新型电动汽车充电机，具有控制简单、响应速度快、生产成本低、可实现由整流到逆变的无缝切换的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于单周期控制策略的新型电动汽车充电机，包括三相电源，三相电源与LCL滤波器连接，LCL滤波器与三相PWM功率变换器主电路的输入端连接，三相PWM功率变换器的直流输出端并联支撑电容；同时负载和放电回路通过选择开关与三相PWM功率变换器的直流输出端并联；三相PWM功率变换器的控制系统采集LCL滤波器电感的电流信号i_rn、LCL滤波器与三相PWM功率变换器主电路输入端的连接点的电压信号v_rn以及支撑电容C两端的直流电压信号U_dc，控制三相PWM功率变换器工作输出相应的脉冲开关信号。

所述三相PWM功率变换器主回路采用由多个开关器件组成的三相全控桥。

所述放电回路包括第二负载和直流可调电压的串联电路。

所述三相PWM功率变换器的控制系统包括：多个RS触发器，每个RS触发器的端、Q端均与一个桥臂的上、下桥臂开关器件的脉冲开关信号分别对应；每个RS触发器的R端分别与相应的比较器的输出端连接，其S端均与时钟信号模块连接；各比较器的正向端输入信号由检测电流i_rn、检测电压v_rn与1/R_f模块、R_s模块相互连接得到，负向端输入信号为锯齿波信号；所述锯齿波信号由误差信号V_m与V_m经过积分器产生的信号相叠加产生；所述误差信号V_m为参考电压与直流侧电压U_dc的差值经过PI调节器的输出信号。

所述锯齿波载波信号为V_m(1-t/τ)，t为时间信号，τ为积分器时间常数，取τ＝0.5T_s，T_s为开关周期。

所述检测电流i_rn、检测电压v_rn与1/R_f模块、R_s模块的相互连接关系为：电压信号v_rn乘以增益1/R_f，得到虚拟电流信号i_nf；虚拟电流i_nf乘以增益R_s得到R_si_nf；电流信号乘以增益R_s得到R_si_rn；R_si_nf和R_si_rn相叠加得到比较信号R_si_nO，i_nO＝i_nf+i_rn。

所述增益1/R_f中的R_f为可调电阻值，所述增益1/R_f中的R_s为三相电源等效内阻值。

本实用新型的有益效果：

1.电动汽车充电机采用三相PWM功率变换器，具有网侧电流正弦、功率因数高、能量双向流动等优点，可有效的抑制电流谐波，既可以实现正常方式下为电动汽车充电，又可以在电网负荷高峰时将电能回馈电网实现削峰填谷。

2.采用改进的单周期控制策略，具有调制和控制的双重功能，结构简单、成本低，且既不需要划分60°控制区间也无需增加区间选择电路等逻辑控制电路，控制方法实现更为简便。