一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法技术

本发明专利技术公开了一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR监测方法，该方法步骤为：第一步，对直流母线电压v

【技术实现步骤摘要】
一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法
本专利技术属于逆变器
，涉及一种两级式单相逆变器直流母线电容健康监测方法，尤其是一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法。
技术介绍
目前新能源、飞机及电动汽车等分布式发电系统中，通常兼容传统低压直流电源系统规格，如沿用28V、42V等直流电源。为获得负载所需115V或220V交流电，通常需要采用两级式架构——前级直直变换器完成逆变器输入输出电压匹配及电气隔离，后级逆变器完成直流到交流转换并给终端负载供电。在两级式单相逆变器中，由于后级逆变器的瞬时输出功率包含二倍输出电压频率的脉动功率，致使前级直直变换器输入电流中存在二倍输出电压频率的脉动。该二次谐波电流不仅会增加开关管的电流应力，还会增加开关管的导通损耗以及磁性元件的损耗，且会对开关管的软开关造成影响，从而不利于提高变换器的效率。另一方面输入电流中的二倍频低频脉动会对输入源造成干扰，影响输入源的性能，对燃料电池等新能源的寿命也有重大影响，因此对这类变换装置的输入低频脉动电流大小有标准规定必须控制在较小值。为了抑制该脉动，通常在直流母线侧需要并联较大的电解电容。然而有调查指出电解电容为电力电子变换器中失效率最高的功率器件。电解电容使用一段时间后，电容的等效串联电阻ESR会增大，当其增大到一定程度后，即可认为该电容已经失效，电容的失效将会造成变换器以及系统的运行故障。工业上，电解电容的等效串联电阻值是用来衡量电容健康状况的重要指标，因此监测两级式单相逆变器直流母线侧电容的等效串联电阻值ESR对于评估其健康状况至关重要。然而，目前仍然缺乏对直流母线侧电解电容有效的健康监测方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法，能够在线实时监测ESR，对电解电容的健康状态进行监测，从而为对电力电子电路进行故障预测提供研究基础。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法，所述两级式单相逆变器包括输入电源Vin、直直变换器、逆变器和负载Ro，输入电源Vin接至直直变换器的输入端，直直变换器的输出端接至逆变器的输入端，逆变器的输出端接至负载Ro，所述监测方法包括以下步骤：步骤A)，将直流母线电压vbus通过高通滤波单元获取直流母线电压交流分量vbus_ac；步骤B)，对直流母线电压交流分量vbus_ac与逆变器电感电流iL2进行同步采样后去噪；步骤C)，获取去噪后的逆变器电感电流iL2的峰值iL2_peak以及对应时刻直流母线电压交流分量vbus_ac的电压突变量Δvbus_ac；步骤D)，根据如下公式计算直流母线电容的ESR的值，本专利技术采用以上技术方案，具有以下技术效果：1.本专利技术所需采样的数据量少；2.对于输出电压、电流双环控制的两级式单相逆变器，本专利技术无需引入新的采样点；3.电路简单，在不增加电子元器件的基础上，可以实现直流母线电容ESR的精确监测，具有重要的实际应用价值。附图说明图1为本专利技术中两级式单相逆变器直流母线电容ESR值监测方法的示意图；图2为本专利技术两级式单相逆变器工作波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，本专利技术公开了一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法，其中，两级式单相逆变器包括输入电源Vin、直直变换器、逆变器和负载Ro，输入电源Vin接至直直变换器的输入端，直直变换器的输出端接至逆变器的输入端，逆变器的输出端接至负载Ro，该两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法包括以下步骤：步骤A)，将直流母线电压vbus通过高通滤波单元获取直流母线电压交流分量vbus_ac；步骤B)，对直流母线电压交流分量vbus_ac与逆变器电感电流iL2进行同步采样后去噪；步骤C)，获取去噪后的逆变器电感电流iL2的峰值iL2_peak以及对应时刻直流母线电压交流分量vbus_ac的电压突变量Δvbus_ac；步骤D)，根据获取的峰值iL2_peak与电压突变量Δvbus_ac计算直流母线电容的ESR的值，计算公式如下式所示：图2为本专利技术中两级式单相逆变器工作波形图，其中图2(a)为整体图，图2(b)为局部图。本专利技术提供了直流母线电容ESR监测的仿真，首先进行电路运行仿真，运行停止后，获取直流母线电压交流分量vbus_ac与所述逆变器的电感电流iL2并导入Matlab的Workspace中，进行数据处理，得到去噪后的电感电流iL2的峰值iL2_peak以及对应时刻直流母线电压交流分量vbus_ac的电压突变量Δvbus_ac，将峰值iL2_peak以及电压突变量Δvbus_ac代入公式进行计算。不同ESR条件下得仿真结果如表1所示，由此可见本专利技术提供的两级式单相逆变器直流母线电容ESR监测方法具有较高的跟踪精度。表1ESR实际值/Ω0.10.20.30.4ESR计算值/Ω0.09920.19630.29910.3992本专利技术提供的两级式单相逆变器直流母线电容ESR监测方法的优势在于无需引入新的测量点，方法简单易实现，辨识精度高。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法，所述两级式单相逆变器包括输入电源V

【技术特征摘要】
1.一种两级式单相逆变器直流母线电容ESR的监测方法，所述两级式单相逆变器包括输入电源Vin、直直变换器、逆变器和负载Ro，输入电源Vin接至直直变换器的输入端，直直变换器的输出端接至逆变器的输入端，逆变器的输出端接至负载Ro，其特征在于，所述监测方法包括以下步骤：
步骤A)，将直流母线电压vbus通过高通滤波单元获取直流母...

【专利技术属性】
技术研发人员：任磊，蒋泽宇，吴锐，赵家新，张雷，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32