基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于交直交电气传动技术领域，公开了一种基于IGBT的双向功率变换AC‑DC控制系统及方法，控制系统设置有：接入端、第一高压启动开关管、电路控制端、电流源、第二高压启动开关管、监测设备、接线端子、上开关组、隔离器、控制系统、可控开关、电源模组、比较器、下开关组、三相逆变器、二极管组、显示屏、电压传感器、温度传感器、电流传感器。本发明专利技术的控制系统采用电压外环和电流内环双闭环系统，电压外环控制输出电压，电流内环控制输入电流，以实现单位功率因数的校正，该AC‑DC系统可以多套重新组合，并且预留控制端子，可以根据BMS系统和当前负荷等级智能分配，方便用户使用。

AC-DC control system and method of bidirectional power conversion based on IGBT

The invention belongs to the field of AC-DC electric drive technology, and discloses a bi-directional power conversion AC_DC control system and method based on IGBT. The control system consists of an access terminal, a first high-voltage start switch tube, a circuit control terminal, a current source, a second high-voltage start switch tube, a monitoring device, a connection terminal, an upper switch group, an isolator, a control system, a controllable switch and a power supply. Module, comparator, lower switch group, three-phase inverter, diode group, display screen, voltage sensor, temperature sensor, current sensor. The control system of the present invention adopts a double closed loop system of voltage outer loop and current inner loop. The voltage outer loop controls the output voltage and the current inner loop controls the input current to realize the correction of unit power factor. The AC DC system can be reconfigured with several sets of control terminals reserved, and can be intelligently distributed according to the BMS system and the current load level, so as to facilitate the user's use.

【技术实现步骤摘要】
基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制系统及方法
本专利技术属于交直交电气传动
，尤其涉及一种基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制系统及方法。
技术介绍
近年来，随着国家对新能源汽车的扶持力度的增加，产业规模正逐年增大，2017年新能源汽车产量占比达到了汽车总产量的2.7％，连续三年居于世界首位。然而目前我国新能源汽车车桩比只有不到3.5:1，充电基础设施的建设成为制约新能源汽车发展的主要问题。充电桩的发展又会对电网的容量和性能提出更高的要求，所以充电站朝分散供电模式的微电网方向发展是必然趋势。为适应微电网特别是直流微网需求，特研发基于绝缘栅双极型晶体管(以下称：IGBT)双向功率变换AC-DC系统，其系统拓扑采用LCL+IGBT结构，控制上采用空间矢量控制(SVPWM)。例如AC-DC-AC可以方便的实现交流电机的四象限运行；高压直流输电和柔性交流输电中某些装置；共直流母线微网充电站系统中。目前，直流母线微网方兴未艾。而充电功率的变化，接入直流母线微网的光伏系统等参数的变化，会对电网造成较大影响。ACDC双向功率变换系统必将在直流母线微网的应用上取得到长足发展。综上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IGBT的双向功率变换AC‑DC控制方法，其特征在于，所述基于IGBT的双向功率变换AC‑DC控制方法包括：第一高压启动开关管和第二高压启动开关管上的系统拓扑采用LCL+IGBT结构，在接入端接入电流后通过电路控制端进行电流控制；在局部电路的dq坐标变换的基础上建立基于变压器的低频等效模型，并进行稳态特性分析；同时建立降阶小信号数学模型，对AC‑DC系统进行控制；控制系统采用压外环控制输出电压、电流内环控制输入电流，进行单位功率因数的校正；通过电压传感器、温度传感器和电流传感器进行实时监控系统的运行状态，通过显示屏进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制方法，其特征在于，所述基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制方法包括：第一高压启动开关管和第二高压启动开关管上的系统拓扑采用LCL+IGBT结构，在接入端接入电流后通过电路控制端进行电流控制；在局部电路的dq坐标变换的基础上建立基于变压器的低频等效模型，并进行稳态特性分析；同时建立降阶小信号数学模型，对AC-DC系统进行控制；控制系统采用压外环控制输出电压、电流内环控制输入电流，进行单位功率因数的校正；通过电压传感器、温度传感器和电流传感器进行实时监控系统的运行状态，通过显示屏进行显示。2.如权利要求1所述的基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制方法，其特征在于，电路控制端进行电流控制的方法包括：对接收的电流信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，fc表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后得到：3.如权利要求1所述的基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制方法，其特征在于，建立基于变压器的低频等效模型方法包括：步骤一，利用含有M个阵元的阵列天线接收来自多个局部电路同步的跳频信号，对每一路接收信号进行采样，得到采样后的M路离散时域混合信号步骤二，对M路离散时域混合信号进行重叠加窗短时傅里叶变换，得到M个混合信号的时频域矩阵其中P表示总的窗数，Nfft表示FFT变换长度(p，q)表示时频索引，具体的时频值为这里Nfft表示FFT变换的长度，p表示加窗次数，Ts表示采样间隔，fs表示采样频率，C为整数，表示短时傅里叶变换加窗间隔的采样点数，C＜Nfft，且Kc＝Nfft/C为整数，也就是说采用的是重叠加窗的短时傅里叶变换；步骤三，对得到的跳频混合信号时频域矩阵进行预处理；包括：第一步，对进行去低能量预处理，即在每一采样时刻p，将幅值小于门限ε的值置0，得到门限ε的设定根据接收信号的平均能量来确定；第二步，找出p时刻(p＝0,1,2,…P-1)非零的时频域数据，用表示，其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引，对这些非零数据归一化预处理，得到预处理后的向量b(p,q)＝[b1(p,q),b2(p,q),…,bM(p,q)]T，其中4.如权利要求1所述的基于IGBT的双向功率变换AC-DC控制方法，其特征在于，降阶小信号数学模型为：数字调制信号MASK、MFSK、MPSK的分数降阶小信号模糊函数的多普勒频移为零的切面表示为：其中，是宽度为Tb-τ的门函数；以上三式只有的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶楚安，黄大强，刘明军，邓文龙，张恩泽，
申请(专利权)人：深圳市安和威电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44