【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子整流，具体为一种增大电源功率的共母线系统及其控制方法。
技术介绍
1、在电力电子整流
，时常需要一种大功率的输出电压可调节的电源系统，一般多采用二极管整流装置或晶闸管整流装置。目前大多数电力电子功率变换器件作为电源进行供电的设备，若想提高其功率等级，必须更换更大功率的电源设备如采用全功率pwm整流电源，但该设备结构复杂、体积较大、成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的增大电源功率的设备存在设备结构复杂、体积较大、成本较高的问题，故提供了一种新的增大电源功率的共母线系统及其控制方法。
2、本专利技术是采用如下技术方案实现的：
3、一种增大电源功率的共母线系统，包括第一电源输入端、第一接触器km1、预充电电路、三相pwm整流电路、母线电容、第二电源输入端、第二接触器km2、三相不控整流电路、第三接触器km3,第一电源输入端与第一接触器km1的一端连接，第一接触器km1的另一端与预充电电路的一端连接，预充电电路的另一端与三相电感的一端连接，三相电感的另一端与三相pwm整流电路的交流端连接，三相pwm整流电路的直流端与母线电容连接后作为电源的输出端连接于负载，第二电源输入端与第二接触器km2的一端连接，第二接触器km2的另一端与三相不控整流电路的交流端连接，三相不控整流电路的直流端与第三接触器km3的一端连接，第三接触器km3的另一端与三相pwm整流电路的直流端连接，第一电源输入端和第二电源输入端均作为电源输入端与三相交流
4、该增大电源功率的共母线系统的控制方法包括：
5、1)三相交流电源的三相相电压分别为ur，us，ut，三相相电压通过3s/2s变换(3s/2s变换为clarke变换，三相静止坐标系向两相静止坐标系变换)，得到两相静止坐标系下的电压分别为uα和uβ，对两相静止坐标系下的电压进行2s/2r变换(2s/2r变换为park变换，两相静止坐标系向两相旋转坐标系变换)，得到两相旋转坐标系下的电压分别为ud和uq，通过锁相环pll得到电压相位角θ和电压角速度ω；
6、三相交流电源的三相电流分别为ir，is，it，其中ir，it为采样值，is为计算值；计算公式如下：is＝-ir-it，对三相电流进行3s/2s变换，得到两相静止坐标系下的电流分别为iα和iβ，对两相静止坐标系下的电流进行2s/2r变换，得到两相旋转坐标系下的电流分别为id和iq；
7、三相pwm整流电路的有功功率反馈量pin＝uα×iα+uβ×iβ；
8、2)所述控制方法包括功能外环和电流内环，功能外环包括电压控制环和电压功率控制环，电流内环包括有功电流内环和无功电流内环；
9、获取电压给定量udcref和电压反馈量udc；
10、电压控制环：根据电压给定量udcref和电压反馈量udc计算二者的偏差后，通过pi控制模块得到电压控制环的输出量uout；
11、电压功率控制环，首先根据电压给定量udcref和电压反馈量udc计算实际偏差udcerr，当实际偏差udcerr大于设定偏差上限值δudcerr时，功率给定量pref逐渐缓慢递增；当实际偏差udcerr小于设定偏差下限值-δudcerr时，功率给定量pref逐渐缓慢递减；当实际偏差udcerr在设定偏差上限值δudcerr和设定偏差下限值-δudcerr之间时，功率给定量pref保持不变，然后根据功率给定量pref和有功功率反馈量pin计算偏差后通过pi控制模块输出pout；
12、获取无功电流内环的无功电流给定量iqref和电流反馈量iq，其中无功电流内环的给定量iqref为0，获取有功电流内环的有功电流给定量idref和电流反馈量id，其中有功电流内环的有功电流给定量idref为根据需求选择uout或pout其中一个进行功能切换后的值；
13、根据无功电流内环的电流给定量iqref和电流反馈量iq计算偏差后通过pi控制模块，得到无功电流环的输出量iqout；
14、根据有功电流内环的电流给定量idref和电流反馈量id计算偏差后通过pi控制模块，得到有功电流环的输出量idout；
15、计算给定电压，给定电压包括udref和uqref，其具体计算如下：
16、udref＝ud+iq×ω×l-idout，uqref＝uq-id×ω×l-iqout，其中l为电感值；
17、将udref、uqref、udc和θ送入svpwm模块，通过svpwm模块生成相应的pwm脉冲，控制三相pwm整流电路运行工作；
18、3)当采用三相不控整流电路作为电源供电时，第二接触器km2、第三接触器km3闭合，三相不控整流电路运行到其最大输出功率极限以下属于正常运行；当负载需要功率增大时，且超过三相不控整流电路的最大功率输出极限时，第一接触器km1闭合，启动三相pwm整流电路，向母线补充功率，补充控制方法采用电压功率控制环的控制方法；
19、当采用三相pwm整流电路作为电源供电时，且负载所需功率小于三相pwm整流最大输出功率极限时，三相pwm整流电路的控制方法采用电压控制环控制；当负载所需功率大于三相pwm整流电路最大输出功率极限时，三相pwm整流工作在电压功率控制环模式，同时第二接触器km2、第三接触器km3闭合，三相不控整流电路投入运行。
20、采用该控制方法，是在提高三相不控整流输入交流电压值时，能量会源源不断的流入直流母线端，保证三相pwm整流输出功率加上三相不控整流输出功率约等于负载功率；母线电压被控制在一个合理的范围内，即电压给定量udcref附近。
21、进一步地，三相pwm整流电路与母线电容之间还设有斩波电路，当母线电压超过设备所能承受的安全电压范围时，启动斩波功能，用于对共母线系统硬件的保护。
22、本专利技术所产生的有益效果如下：1)实现三相pwm整流电路与三相不控整流电路在功率上的互补，提高单一整流电路的输出功率能力，达到pwm可控整流和不可控整流之间的互补；2)最大能够获得输出大于三相pwm整流电路所能承受的最大功率；3)大大降低了三相可控电源的使用成本；4)本专利技术中的控制方法具有良好的参数鲁棒性无需复杂的信号提取、信号计算等步骤，提高其动态相应特性；5)和两台以上不可控整流设备并联使用或一台更大功率不可控整流设备相比较，中间母线电压更加平稳；和两台以上pwm可控整流设备并联使用，或一台更大功率pwm整流设备相比较，成本更低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种增大电源功率的共母线系统，其特征在于，包括第一电源输入端、第一接触器KM1、预充电电路、三相PWM整流电路、母线电容、第二电源输入端、第二接触器KM2、三相不控整流电路、第三接触器KM3,第一电源输入端与第一接触器KM1的一端连接，第一接触器KM1的另一端与预充电电路的一端连接，预充电电路的另一端与三相电感的一端连接，三相电感的另一端与三相PWM整流电路的交流端连接，三相PWM整流电路的直流端与母线电容连接后作为电源的输出端连接于负载，第二电源输入端与第二接触器KM2的一端连接，第二接触器KM2的另一端与三相不控整流电路的交流端连接，三相不控整流电路的直流端与第三接触器KM3的一端连接，第三接触器KM3的另一端与三相PWM整流电路的直流端连接，第一电源输入端和第二电源输入端均作为电源输入端与三相交流电源连接。
2.一种增大电源功率的共母线系统的控制方法，采用如权利要求1所述的一种增大电源功率的共母线系统实现，其特征在于，包括：1)三相交流电源的三相相电压分别为ur，us，ut，三相相电压通过3s/2s变换，得到两相静止坐标系下的电压分别为uα和uβ，对两相静止
3.根据权利要求2所述的一种增大电源功率的共母线系统的控制方法，其特征在于，三相PWM整流电路与母线电容之间还设有斩波电路，当母线电压超过设备所能承受的安全电压范围时，启动斩波功能。
...【技术特征摘要】
1.一种增大电源功率的共母线系统，其特征在于，包括第一电源输入端、第一接触器km1、预充电电路、三相pwm整流电路、母线电容、第二电源输入端、第二接触器km2、三相不控整流电路、第三接触器km3,第一电源输入端与第一接触器km1的一端连接，第一接触器km1的另一端与预充电电路的一端连接，预充电电路的另一端与三相电感的一端连接，三相电感的另一端与三相pwm整流电路的交流端连接，三相pwm整流电路的直流端与母线电容连接后作为电源的输出端连接于负载，第二电源输入端与第二接触器km2的一端连接，第二接触器km2的另一端与三相不控整流电路的交流端连接，三相不控整流电路的直流端与第三接触器km3的一端连接，第三接触器km3的另一端与三相pwm整流电路的直流端连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨高兴，詹哲军，苏鹏程，赵芳，王天博，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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