一种非线性无源电流控制方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种非线性无源电流控制方法，应用于新型混合整流器，所述新型NTLUTHR包括SSTPBR电路，以及由三电平单向T型整流器(TLUTR)并联组成，其中，在所述SSTPBR电路的交流输入端串接补偿电感，所述方法包括：基于TLUTR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述TLUTR电路；基于SSTPBR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述SSTPBR电路。

【技术实现步骤摘要】
一种非线性无源电流控制方法
本专利技术实施例涉及电子
，尤其涉及一种非线性无源电流控制方法。
技术介绍
近年来，单位功率因数、高功率密度、低成本、结构简单、适用于中高压场合的混合整流器成为国内外学者研究的热点。混合整流器是由线电压换相变流器(line-commutedconverter,LCC)和自换相变流器(self-commutedconverter,SCC)并联构成。采用的LCC是将三相不控整流器与结构对称的Boost电路级联构成SSTPBR；SCC采用不同拓扑结构双向开关构成的VIENNA整流器或多电平PWM整流器。混合整流器的特点是采用两种整流器组合，通过优化能量分配达到提高系统能效的目的，同时该结构具有能量单向流动性。调整两种整流器的运行频率及功率配比，可减小混合整流器系统的整体损耗。SSTPBR开关器件少，以低频、大功率方式运行；VIENNA整流器或PWM整流器开关器件相对较多，以高频、小功率方式运行。因此这种结构的混合整流器具有高效、大功率、高功率密度等特性，可适用于远程通讯、X-射线、航空航天、新能源发电等领域，并能有效提高系统成本效益。尽管这种混合整流器在能效、功率密度、容量等方面拥有优势，但存在采用目前电流跟踪控制方法精度不高，导致混合整流器交流总输入电流正弦度低，造成THD超过了“GB/T14549-1993,电能质量一公用电网谐波规定指标”，这些因素影响了混合整流器性能并限制其推广应用。
技术实现思路
鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本专利技术实施例提供一种非线性无源电流控制方法。本专利技术实施例提供一种非线性无源电流控制方法，应用于新型混合整流器，所述新型NTLUTHR包括SSTPBR电路，以及由三电平单向T型整流器(TLUTR)并联组成，其中，在所述SSTPBR电路的交流输入端串接补偿电感，所述方法包括：基于TLUTR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述TLUTR电路；基于SSTPBR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述SSTPBR电路。在一个可能的实施方式中，所述TLUTR变换器EL型无源电流控制新算法，包括：f(Rv,xe,α)＝sat(Rv|xe|αsign(xe))式中，0<α<1,sat(x)为饱和函数，在一个可能的实施方式中，所述SSTPBR变换器EL型无源电流控制新算法，包括：ug＝sat(Rba|xbe|αsign(xbe))；式中，同样0<α<1，sat(x)为饱和函数，本专利技术实施例提供的技术方案，针对混合整流器拓扑结构，提出了改进电路，在SSTPBR交流侧串接补偿电感，用于削弱两并联整流器电流在自然换向点合成处产生的尖峰，抑制其产生的电磁干扰，针对三相混合整流器控制策略，采用定阻尼注入的无源控制方法在跟踪复杂电流波形时出现较大的误差，提出了非线性虚拟阻尼注入的无源电流控制策略，进一步提高电流跟踪控制精度、输入电流波形质量，减小电流畸变对电网的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种由TLUTR构成的新型三电平T型单向混合整流器示意图；图2是本专利技术实施例的一种TLUTR电路拓扑结构示意图；图3是本专利技术实施例的一种TLUTR结构的整流器的等效电路示意图；图4是本专利技术实施例的一种SSTPBR变换电路拓扑结构示意图；图5是本专利技术实施例的一种NTLUTHR整流器控制示意图；图6是本专利技术实施例的一种电流波形示意图；图7是本专利技术实施例的一种SSTPBR中Boost电路电流跟踪控制波形示意图；图8是本专利技术实施例的一种TLUTR输入电流在d-q坐标系下，id轴电流跟踪控制波形示意图；图9是本专利技术实施例的一种传统/新型无源电流控制方法得到的混合整流器总输入波形示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。在本专利技术实施例中，对混合整流器拓扑结构进行改进，为减小SSTPBR输入电流的di/dt，新型混合整流器在SSTPBR电路的交流输入端串接补偿电感Lz。并联的VIENNA整流器或PWM整流器这里采用三电平单向T型整流器简称TLUTR，是由VIENNA整流器优化开关器件得到的一种简化电路。图1为由TLUTR构成的新型三电平T型单向混合整流器(NovelThree-levelUnidirectionalT-typeHybridRectifier,NTLUTHR)。混合整流器输入电流关系为ij＝izj+ivj(j＝a,b,c)。由于SSTPBR和TLUTR电路结构不同，输入电流变化率也不同。在SSTPBR的自然换向点处二极管导通电流变化剧烈(dizj/dt很大)，而带有输入电感Lv的TLUTR输入电流ivj变化相对缓慢(divj/dt较小)。这样的两路电流叠加会使总输入电流产生尖峰，造成电磁干扰，较大的尖峰会导致混合整流器总输入电流THD增大。因此，NTLUTHR拓扑结构在原SSTPBR电路的交流输入端串接补偿电感Lz，减小电流突变，降低izj变化率，使SSTPBR和TLUTR输入电流在换相点合成处对称，以抑制电流尖峰的产生。在改进混合整流器拓扑结构的基础之上，还需进一步提高电流跟踪控制精度。TLUTR电路拓扑结构如图2所示。TLUTR结构的整流器具有功率器件少、运行可靠性高的特点。其原理性等效电路如图3所示。图3中Sj(j＝a，b，c)为双向开关，当开关导通时，Sj＝1；当开关关断时，Sj＝0。假设三相电源为平衡正弦电压，理想开关管无延时、无损耗，直流侧电容无等效电阻，滤波电抗器为线性电感，电阻为整流器等效输入电阻。根据图3等效电路，建立数学模型为：式中，ΔuDC为电容器C1和电容器C2电压之差uc1-uc2。定义新的开关函数模型(1)变为：可得在同步旋转d-q坐标系下TLUTR的数学模型为：式中，dd、dq、d0分别为开关函数在d、q、0轴上的分量；id、iq分别为TLUTR三相交流电流在d-q轴上的分量；ud、uq为TLUTR三相交流电压在d-q轴上的分量。根据TLUTR数学模型(3)式，可以采用欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非线性无源电流控制方法，其特征在于，应用于新型混合整流器，新型NTLUTHR包括SSTPBR电路，以及由三电平单向T型整流器(TLUTR)并联组成，其中，在所述SSTPBR电路的交流输入端串接补偿电感，所述方法包括：/n基于TLUTR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述TLUTR电路；/n基于SSTPBR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述SSTPBR电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种非线性无源电流控制方法，其特征在于，应用于新型混合整流器，新型NTLUTHR包括SSTPBR电路，以及由三电平单向T型整流器(TLUTR)并联组成，其中，在所述SSTPBR电路的交流输入端串接补偿电感，所述方法包括：
基于TLUTR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述TLUTR电路；
基于SSTPBR变换器EL型无源电流控制新算法控制所述SSTPBR电路。


2.根据权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，王久和，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11