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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,属于电能变换。
技术介绍
1、现代能源的利用呈现多样性、单体功率小、分布式的趋势。利用三端口变换器将各种小功率发电源相集成进行融合供电,具有广阔的发展前景和重要的实用价值。
2、三端口隔离型交直流变换器是将两个直流电源通过一个变换器共同实现交流变换,具有高集成度、低成本等显著优势。而交流侧采用交错并联结构相比于交流侧采用矩阵变换器的结构,功率开关器件数量更少,成本更低,控制更加简洁。然而,这种拓扑结构除了要实现两个直流端口传输功率独立控制外,还要同时实现交流端口输出电流的正弦波形控制,目前尚无有效解决方案。另外,现有控制方案普遍采用单移相调制,造成各个端口的高频谐振电流较大,损耗较高,工作效率较低,成为亟待解决的另一个瓶颈问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的是为了解决三端口隔离型交错并联结构变换器的现有控制方法无法实现各端口传输功率独立控制和因各端口谐振电流较大而导致的系统损耗较大、效率低的问题,提供了一种三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法。
2、本专利技术所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,所述三端口隔离型交错并联结构变换器包括第一交错并联变换器、第一阻抗网络、第二交错并联变换器、第二阻抗网络、隔离变压器、第三交错并联变换器和半桥变换器;
3、该控制方法包括:
4、采集三端口隔离型交错并联结构变换器交流输出端口的交流电压vg,通过锁相环获得交流电压的幅值v
5、定义两个直流端口的期望传输功率分别为p1*、p2*,计算获得两个直流端口的期望传输功率对应的期望交流输出电流幅值igm1*、igm2*;
6、计算获得两个直流端口对应的期望交流输出电流瞬时值ig1*、ig2*;
7、采集三端口隔离型交错并联结构变换器交流输出端口的输出电流ig,计算获得与两个直流端口期望传输功率相对应的交流输出电流的分量ig1、ig2;
8、将ig1*与ig1做差后输出到第一控制器中,第一控制器的输出为g13*;
9、将ig2*与ig2做差后输出到第二控制器中,第二控制器的输出为g23*;
10、定义第三交错并联变换器的功率开关器件的允许电压应力为vstr,计算获得第三交错并联变换器的内移相角d3:
11、
12、其中,lg表示与第三交错并联变换器高频交流端口相连的电感值;
13、采集两个直流端口的电压分别为v1和v2,计算两个直流端口对应的电压变比:
14、
15、
16、其中,n1、n2、n3分别表示隔离变压器三个绕组的匝数;
17、计算获得第一交错并联变换器的内移相角d1,以及第一交错并联变换器和第三交错并联变换器之间的外移相角
18、
19、计算获得第二交错并联变换器的内移相角d2,以及第二交错并联变换器和第三交错并联变换器之间的外移相角
20、
21、将各移相角输入到控制信号生成模块,获得第一交错并联变换器、第二交错并联变换器和第三交错并联变换器中各功率开关器件的控制信号;
22、根据相角θg判断半桥变换器的控制信号:
23、如果0≤θg<180°,半桥变换器的下管导通,上管关断;否则,半桥变换器的上管导通,下管关断;
24、根据所有功率开关器件的控制信号,控制变换器的运行。
25、优选的,计算获得两个直流端口的期望传输功率对应的期望交流输出电流幅值igm1*、igm2*具体为:
26、
27、
28、优选的,计算获得两个直流端口对应的期望电流瞬时值ig1*、ig2*具体为:
29、ig1*=igm1*×sinθg;
30、ig2*=igm2*×sinθg。
31、优选的,计算获得与两个直流端口期望传输功率相对应的交流输出电流的分量ig1、ig2具体为:
32、
33、
34、优选的,所述第一交错并联变换器的交流端口与第一阻抗网络相连接,第一阻抗网络连接隔离变压器的第一绕组,
35、第二交错并联变换器的交流端口与第二阻抗网络相连接,第二交错并联变换器、第二阻抗网络连接隔离变压器的第二绕组,
36、隔离变压器的第三绕组与第三交错并联变换器的高频交流端口相连接,第三交错并联变换器的高频交流端口还分别连接有电感,两个电感的另一端并联后作为变换器交流输出的一个端口,
37、第三交错并联变换器的直流端口与半桥变换器的直流端口相连接,半桥变换器的桥臂中点作为变换器交流输出的另一个端口。
38、优选的,第一控制器和第二控制器为相同结构,采用线性控制器、比例谐振控制器、重复控制器、迭代学习控制器或任意组合。
39、优选的,所述控制信号生成模块采用脉宽调制策略、移相调制策略或二者相结合实现。
40、本专利技术的优点:本专利技术提出的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,通过将交流端口输出电流根据两个直流端口的期望传输功率进行比例分配,并分别进行闭环控制,实现各端口传输功率的独立控制和交流端口输出电流的正弦波形控制,通过调制策略优化,实现各端口谐振电流最小化运行,具有如下优点:
41、1、实现了各直流端口传输功率的独立控制,并保证了交流端口输出电流的正弦波形控制,提高了电流波形控制性能;
42、2、优化的调制策略保证了在整个功率范围内的各个谐振电流的最小化运行,有效提高了系统工作效率,降低了各个功率开关器件的电流应力。
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1.三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,所述三端口隔离型交错并联结构变换器包括第一交错并联变换器、第一阻抗网络、第二交错并联变换器、第二阻抗网络、隔离变压器、第三交错并联变换器和半桥变换器;
2.根据权利要求1所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征在于,计算获得两个直流端口的期望传输功率对应的期望交流输出电流幅值Igm1*、Igm2*具体为:
3.根据权利要求2所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征在于,计算获得两个直流端口对应的期望电流瞬时值ig1*、ig2*具体为:
4.根据权利要求3所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征在于,计算获得与两个直流端口期望传输功率相对应的交流输出电流的分量ig1、ig2具体为:
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征在于,所述第一交错并联变换器的交流端口与第一阻抗网络相连接,第一阻抗网络连接隔离变压器的第一绕组,
6.根据权利要求5所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征
7.根据权利要求6所述的,其特征在于,所述控制信号生成模块采用脉宽调制策略、移相调制策略或二者相结合实现。
...【技术特征摘要】
1.三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,所述三端口隔离型交错并联结构变换器包括第一交错并联变换器、第一阻抗网络、第二交错并联变换器、第二阻抗网络、隔离变压器、第三交错并联变换器和半桥变换器;
2.根据权利要求1所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征在于,计算获得两个直流端口的期望传输功率对应的期望交流输出电流幅值igm1*、igm2*具体为:
3.根据权利要求2所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方法,其特征在于,计算获得两个直流端口对应的期望电流瞬时值ig1*、ig2*具体为:
4.根据权利要求3所述的三端口隔离型交错并联结构变换器的控制方...
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