CN111371326B - 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法 - Google Patents

一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111371326B
CN111371326B CN202010168093.4A CN202010168093A CN111371326B CN 111371326 B CN111371326 B CN 111371326B CN 202010168093 A CN202010168093 A CN 202010168093A CN 111371326 B CN111371326 B CN 111371326B
Authority
CN
China
Prior art keywords
delta
phase
phase shift
shift angle
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010168093.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111371326A (zh
Inventor
唐德平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cowell Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Hefei Kewei Power System Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Kewei Power System Co ltd filed Critical Hefei Kewei Power System Co ltd
Priority to CN202010168093.4A priority Critical patent/CN111371326B/zh
Publication of CN111371326A publication Critical patent/CN111371326A/zh
Priority to PCT/CN2020/134884 priority patent/WO2021179709A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111371326B publication Critical patent/CN111371326B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/3353—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having at least two simultaneously operating switches on the input side, e.g. "double forward" or "double (switched) flyback" converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0016—Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

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。

Description

一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法
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。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的功率开关管驱动系统包括第一减法器(4)、PI调节器(6)、第一加法器(7)、移相调制器(8)，驱动信号产生器；所述的负载前馈补偿系统包括负载前馈补偿器(5)；所述的第一减法器(4)将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc；负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF；所述的第一加法器(7)将输入的前馈补偿的移相角指令值δFF与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF的方法如下：
当前馈补偿的移相角指令值δFF在
Figure GDA0003071659000000031
变化时，随着前馈补偿的移相角指令值δFF的增大，传输功率Po增大。
当前馈补偿的移相角指令值δFF在
Figure GDA0003071659000000032
变化时，随着前馈补偿的移相角指令值δFF的增大，传输功率Po先增大后减小，且传输功率Po在前馈补偿的移相角指令值δFF为
Figure GDA0003071659000000033
时达到最大值。
则Po的计算公式为：
Figure GDA0003071659000000041
Po与Iload关系为：
Po＝V2Iload 公式(2)
由公式(1)和公式(2)得到Iload与δFF的关系如下：
Figure GDA0003071659000000042
其中，Po为传输功率，V1为输入直流电压，V2为输出直流电压，N为高变压器的匝比，ω为功率器件开关频率，L为移相电感，Iload为输出负载电流，δFF为前馈补偿的移相角指令值。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的负载前馈补偿系统还包括第二减法器(9)、死区补偿器(10)；所述的死区补偿器(10)产生死区补偿的移相角指令值δdb；所述的第二减法器(9)将前馈补偿的移相角指令值δFF与死区补偿的移相角指令值δdb作差得到δFF-δdb，将δFF-δdb送入第一加法器(7)与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF-δdb。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述的死区补偿器(10)产生死区补偿的移相角指令值δdb，是通过分析死区时间因素的三相双有源桥直流变换器的工作模态，得到的死区补偿的移相角指令值δdb的计算公式：
Figure GDA0003071659000000043
其中，δs为相电流在开关管从进入死区开始至相电流等于零经过的时间所对应的角度；δDT为开关管的死区时间所对应的角度。
一种三相双有源桥直流变换器控制方法，应用于实施例一所述的控制系统，所述的控制方法包括以下步骤：
S11：计算需要调整的移相角，具体为：
第一减法器(4)将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc。
S12：前馈补偿，具体为：
负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF。
S13：移相调制，具体为：
第一加法器(7)将输入的前馈补偿的移相角指令值δFF与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
一种三相双有源桥直流变换器控制方法，应用于实施例二所述的控制系统，所述的控制方法包括以下步骤：
S21：计算需要调整的移相角，具体为：
第一减法器(4)将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc。
S22：前馈补偿，具体为：
负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF。
S23：死区补偿，具体为：
死区补偿器(10)产生死区补偿的移相角指令值δdb；第二减法器(9)将前馈补偿的移相角指令值δFF与死区补偿的移相角指令值δdb作差得到δFF-δdb。
S24：移相调制，具体为：
将δFF-δdb送入第一加法器(7)与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF-δdb；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
本发明的优点在于：
(1)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。
(2)本发明实施例三的控制方法物理意义明确，易于分析，能够很好地实现输出电压的快速稳定与精确调节。
(3)本发明实施例四的控制方法在引入负载前馈补偿系统的基础上加入了死区补偿控制，进一步提高了变换器在移相调制下功率传输的精度。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种三相双有源桥直流变换器控制系统的结构图。
图2是本发明实施例二的一种三相双有源桥直流变换器控制系统的结构图。
图3是本发明实施例三的一种三相双有源桥直流变换器控制方法的流程图。
图4是本发明实施例四的一种三相双有源桥直流变换器控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例一
如图1所示，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。
所述的功率开关管驱动系统包括第一减法器4、PI调节器6、第一加法器7、移相调制器8，驱动信号产生器；所述的负载前馈补偿系统包括负载前馈补偿器5；
所述的第一减法器4将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc；
负载前馈补偿器5对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF；
所述的第一加法器7将输入的前馈补偿的移相角指令值δFF与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF；
将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
所述的负载前馈补偿器5对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF的方法如下：
当前馈补偿的移相角指令值δFF在
Figure GDA0003071659000000081
变化时，随着前馈补偿的移相角指令值δFF的增大，传输功率Po增大。
当前馈补偿的移相角指令值δFF在
Figure GDA0003071659000000082
变化时，随着前馈补偿的移相角指令值δFF的增大，传输功率Po先增大后减小，且传输功率Po在前馈补偿的移相角指令值δFF为
Figure GDA0003071659000000091
时达到最大值。
则Po的计算公式为：
Figure GDA0003071659000000092
Po与Iload关系为：
Po＝V2Iload 公式(2)
由公式(1)和公式(2)得到Iload与δFF的关系如下：
Figure GDA0003071659000000093
其中，Po为传输功率，V1为输入直流电压，V2为输出直流电压，N为高变压器的匝比，ω为功率器件开关频率，L为移相电感，Iload为输出负载电流，δFF为前馈补偿的移相角指令值。
实施例二
如图2所示，本实施例的一种三相双有源桥直流变换器控制系统与实施例一的区别在于，所述的负载前馈补偿系统还包括第二减法器9、死区补偿器10；所述的死区补偿器10产生死区补偿的移相角指令值δdb；所述的第二减法器9将前馈补偿的移相角指令值δFF与死区补偿的移相角指令值δdb作差得到δFF-δdb，将δFF-δdb送入第一加法器7与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF-δdb。
所述的死区补偿器10产生死区补偿的移相角指令值δdb，是通过分析死区时间因素的三相双有源桥直流变换器的工作模态，得到的死区补偿的移相角指令值δdb的计算公式：
Figure GDA0003071659000000101
其中，δs为相电流在开关管从进入死区开始至相电流等于零经过的时间所对应的角度；δDT为开关管的死区时间所对应的角度。
实施例三
如图3所示，本实施例的一种三相双有源桥直流变换器控制方法，应用于实施例一所述的控制系统，所述的控制方法包括以下步骤：S11：计算需要调整的移相角；S12：前馈补偿，S13：移相调制。
本实施例的一种三相双有源桥直流变换器控制方法，物理意义明确，易于分析，能够很好地实现输出电压的快速稳定与精确调节。
S11：计算需要调整的移相角，具体为：
第一减法器4将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc。
S12：前馈补偿，具体为：
负载前馈补偿器5对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF。
S13：移相调制，具体为：
第一加法器7将输入的前馈补偿的移相角指令值δFF与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
实施例四
如图4所示，本实施例的一种三相双有源桥直流变换器控制方法，应用于实施例二所述的控制系统，所述的控制方法包括以下步骤：S21：计算需要调整的移相角；S22：前馈补偿；S23：死区补偿；S24：移相调制。
本实施例的控制方法在引入负载前馈补偿系统的基础上加入了死区补偿控制，进一步提高了变换器在移相调制下功率传输的精度。
S21：计算需要调整的移相角，具体为：
第一减法器4将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc。
S22：前馈补偿，具体为：
负载前馈补偿器5对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF。
S23：死区补偿，具体为：
死区补偿器10产生死区补偿的移相角指令值δdb；第二减法器9将前馈补偿的移相角指令值δFF与死区补偿的移相角指令值δdb作差得到δFF-δdb。
S24：移相调制，具体为：
将δFF-δdb送入第一加法器7与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF-δdb；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种三相双有源桥直流变换器控制系统，其特征在于，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；
所述的功率开关管驱动系统包括第一减法器(4)、PI调节器(6)、第一加法器(7)、移相调制器(8)、驱动信号产生器；所述的负载前馈补偿系统包括负载前馈补偿器(5)；所述的第一减法器(4)将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc；负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF；所述的第一加法器(7)将输入的前馈补偿的移相角指令值δFF与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应；
所述的负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF的方法如下：
当前馈补偿的移相角指令值δFF在
Figure FDA0003071658990000011
变化时，随着前馈补偿的移相角指令值δFF的增大，传输功率Po增大；
当前馈补偿的移相角指令值δFF在
Figure FDA0003071658990000021
变化时，随着前馈补偿的移相角指令值δFF的增大，传输功率Po先增大后减小，且传输功率Po在前馈补偿的移相角指令值δFF为
Figure FDA0003071658990000022
时达到最大值；
则Po的计算公式为：
Figure FDA0003071658990000023
Po与Iload关系为：
Po＝V2Iload 公式(2)
由公式(1)和公式(2)得到Iload与δFF的关系如下：
Figure FDA0003071658990000024
其中，Po为传输功率，V1为输入直流电压，V2为输出直流电压，N为高变压器的匝比，ω为功率器件开关频率，L为移相电感，Iload为输出负载电流，δFF为前馈补偿的移相角指令值；
所述的负载前馈补偿系统还包括第二减法器(9)、死区补偿器(10)；所述的死区补偿器(10)产生死区补偿的移相角指令值δdb；所述的第二减法器(9)将前馈补偿的移相角指令值δFF与死区补偿的移相角指令值δdb作差得到δFF-δdb，将δFF-δdb送入第一加法器(7)与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF-δdb；
所述的死区补偿器(10)产生死区补偿的移相角指令值δdb，是通过分析死区时间因素的三相双有源桥直流变换器的工作模态，得到的死区补偿的移相角指令值δdb的计算公式：
Figure FDA0003071658990000031
其中，δs为相电流在开关管从进入死区开始至相电流等于零经过的时间所对应的角度；δDT为开关管的死区时间所对应的角度。
2.一种三相双有源桥直流变换器控制方法，应用于权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述的控制方法包括以下步骤：
S21：计算需要调整的移相角，具体为：
第一减法器(4)将采集到的系统输出直流电压V2与给定输出电压参考值Vref作差得到输出电压误差信号Δv，将输出电压误差信号Δv输入到PI调节器得到需要调整的移相角δc；
S22：前馈补偿，具体为：
负载前馈补偿器(5)对采集到的系统输入直流电压V1以及采集到的系统输出负载电流Iload进行计算得到前馈补偿的移相角指令值δFF；
S23：死区补偿，具体为：
死区补偿器(10)产生死区补偿的移相角指令值δdb；第二减法器(9)将前馈补偿的移相角指令值δFF与死区补偿的移相角指令值δdb作差得到δFF-δdb；
S24：移相调制，具体为：
将δFF-δdb送入第一加法器(7)与需要调整的移相角δc相加得到有效移相角δ，即δ＝δc+δFF-δdb；将有效移相角δ送入移相调制器得到功率开关管驱动信号，从而实现三相双有源桥直流变换器控制系统负载的快速、精确响应。
CN202010168093.4A 2020-03-11 2020-03-11 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法 Active CN111371326B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010168093.4A CN111371326B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法
PCT/CN2020/134884 WO2021179709A1 (zh) 2020-03-11 2020-12-09 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010168093.4A CN111371326B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111371326A CN111371326A (zh) 2020-07-03
CN111371326B true CN111371326B (zh) 2021-10-15

Family

ID=71211813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010168093.4A Active CN111371326B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111371326B (zh)
WO (1) WO2021179709A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111371326B (zh) * 2020-03-11 2021-10-15 合肥科威尔电源系统股份有限公司 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法
CN112803776B (zh) * 2021-01-11 2022-06-03 北京四方继保自动化股份有限公司 一种适用于直流变压器的逆死区直接功率控制系统和方法
CN113346756B (zh) * 2021-05-26 2022-11-11 合肥工业大学 三相双向dc-dc变换器拓扑及移相控制方法
CN113708646B (zh) * 2021-09-28 2023-11-21 西南交通大学 一种双向半桥三电平dc-dc变换器的相移序列控制方法
CN113746357B (zh) * 2021-11-08 2022-02-11 四川大学 基于双级辅助变换器的电解制氢整流电源及电源控制方法
CN113890379B (zh) * 2021-11-24 2024-02-20 河北工业大学 一种用于中压直流系统的直流固态变压器及其控制方法
CN113992039B (zh) * 2021-11-30 2024-04-12 阳光电源股份有限公司 一种整流电路控制方法及其应用装置
CN114362537B (zh) * 2021-12-09 2024-05-28 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种基于dpc-sdc的dab变换器双重优化控制策略
CN114362493A (zh) * 2022-01-11 2022-04-15 西安交通大学 一种含并联谐波补偿装置的变换器拓扑结构及其控制方法
CN114679067B (zh) * 2022-05-27 2022-09-23 浙江大学 隔离型双有源桥直流变换器的预测控制方法及其控制装置
CN115333374B (zh) * 2022-08-15 2023-06-02 西南交通大学 双有源桥dc-dc变换器的电流型离散移相控制装置及方法
CN117728695B (zh) * 2024-02-08 2024-05-28 浙江艾罗网络能源技术股份有限公司 双有源桥变换器的控制方法、控制器和双有源桥变换器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105099200A (zh) * 2015-07-11 2015-11-25 中国矿业大学(北京) 移相控制双有源桥直流变换器交流相量分析法及建模方法
JP2016012969A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 新電元工業株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御装置及びその制御方法
CN105958830A (zh) * 2016-06-06 2016-09-21 西安交通大学 一种电流最优调制下三相双有源桥式直流变换器的控制方法
CN106033932A (zh) * 2016-06-24 2016-10-19 西安交通大学 三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法
JP6223040B2 (ja) * 2013-07-26 2017-11-01 新電元工業株式会社 双方向ｄｃ／ｄｃコンバータ装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101883562B1 (ko) * 2016-10-26 2018-07-30 한국전력공사 Ｄａｂ 컨버터의 상전류 제어 장치 및 그 방법
CN107171565B (zh) * 2017-05-24 2019-04-12 西安交通大学 基于npc的三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法
CN111371326B (zh) * 2020-03-11 2021-10-15 合肥科威尔电源系统股份有限公司 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6223040B2 (ja) * 2013-07-26 2017-11-01 新電元工業株式会社 双方向ｄｃ／ｄｃコンバータ装置
JP2016012969A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 新電元工業株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータの制御装置及びその制御方法
CN105099200A (zh) * 2015-07-11 2015-11-25 中国矿业大学(北京) 移相控制双有源桥直流变换器交流相量分析法及建模方法
CN105958830A (zh) * 2016-06-06 2016-09-21 西安交通大学 一种电流最优调制下三相双有源桥式直流变换器的控制方法
CN106033932A (zh) * 2016-06-24 2016-10-19 西安交通大学 三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Second Harmonic Current Reduction for a Battery-Driven Grid Interface With Three-Phase Dual Active Bridge DC–DC Converter";Deqiang Wang 等;《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS》;20191130;第9056-9064页 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021179709A1 (zh) 2021-09-16
CN111371326A (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111371326B (zh) 一种三相双有源桥直流变换器控制系统及控制方法
Song et al. Virtual direct power control scheme of dual active bridge DC–DC converters for fast dynamic response
EP3550692A1 (en) Medium and high voltage energy conversion system
CN105553304B (zh) 一种模块化多电平型固态变压器及其内模控制方法
Kim et al. New control scheme for AC-DC-AC converter without DC link electrolytic capacitor
WO2020147193A1 (zh) 海岛柴储混合供电系统的直流侧惯性增强控制方法
CN103904909A (zh) 基于分数阶控制的双pwm变频器一体化协调控制系统
Kuo et al. Novel analytical model for design and implementation of three-phase active power filter controller
CN105576981A (zh) 一种基于电流交叉反馈的开关频率调节方法
CN105958527B (zh) 一种光伏并网逆变器的多参数滞环电流复合控制方法
CN111030487A (zh) 一种应用于模块化多电平换流器的相电容电压控制方法
Huang et al. Second harmonic current reduction schemes for DC–DC converter in two-stage PFC converters
CN111987908A (zh) 基于pi滑模变结构控制的三相交错并联双向dc/dc变换器
CN113556043B (zh) 一种谐振变换器的调频控制电路及其控制方法
CN109698616B (zh) 有源电力滤波器直流侧电压波动吸收电路的工作方法
CN212278126U (zh) 一种双有源桥串联谐振变换器电路的变频移相调制装置
Cho et al. Controller design for dynamic voltage restorer with harmonics compensation function
Le et al. Inductance-independent nonlinearity compensation for single-phase grid-tied inverter operating in both continuous and discontinuous current mode
CN116613993A (zh) 一种谐振变换器的控制方法、电路及谐振变换器
CN115118164B (zh) 一种抑制模块化多电平直流变压器磁偏的方法及系统
CN115498889A (zh) 三相交错双向谐振半桥直流变换器系统及控制方法
CN112583289B (zh) 用于电流源型整流器并联运行上下母线电流协同控制方法
CN113300369B (zh) 一种基于电力电子变压器配电网的环线运行方法
Gazoli et al. Resonant (P+ RES) controller applied to voltage source inverter with minimum DC link capacitor
CN112072669B (zh) 一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 230088 Building 2, Hupu Industrial Park, No. 4715, Wangjiang West Road, hi tech Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Cowell Technology Co.,Ltd.

Address before: 230088 Building 2, Hupu Industrial Park, No. 4715, Wangjiang West Road, hi tech Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Hefei Kewei Power System Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder