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专利号: 2019107104894
申请人: 北方民族大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电压型RMC换流器,其特征在于,包括控制器以及依次连接的输入电感滤波器、RMC开关矩阵、高频变压器、单相AC/DC变换器、输出电容滤波器,所述RMC开关矩阵和所述单相AC/DC变换器均与所述控制器连接;RMC开关矩阵实现三相交流电由三相到单相交-交变换,将交流电网侧三相交流电转换成正负对称的单相高频脉冲信号,所述单相高频脉冲信号经过高频变压器耦合后,经过单相AC/DC变换器输出直流电压。

2.根据权利要求1所述的电压型RMC换流器,其特征在于,控制器包括电压电流传感器、信号调理电路和DSP单元,所述电压电流传感器用于采集交流电网侧三相交流电压、三相电感电流、直流侧电压、蓄电池端电压、蓄电池充放电电流,并传送至所述信号调理电路,经信号调理及模数转换后传送给DSP单元,DSP单元根据接收的信号构造出两组PWM信号,分别用于对RMC开关矩阵、单相AC/DC变换器进行控制。

3.根据权利要求1所述的电压型RMC换流器,其特征在于,所述单相AC/DC变换器包括两组IGBT,两组IGBT并联,每组有两个IGBT,且每组中的两个IGBT串联,所述高频变压器的输出同名端接入其中一组的两个IGBT之间,高频变压器的输出非同名端接入另一组的两个IGBT之间。

4.一种电动汽车可逆充放电系统,包括交流电网侧和蓄电池,其特征在于,还包括权利要求1-3任一所述的电压型RMC换流器,所述输入电感滤波器连接所述交流电网侧,所述输出电容滤波器连接所述蓄电池。

5.根据权利要求4所述的电动汽车可逆充放电系统,其特征在于,所述控制器用于采集直流侧电压udc,并将采集的直流侧电压udc与直流侧给定电压udcref进行比较;当udc≤udcref时,对蓄电池进行三段式充电;当udc>udcref时,对蓄电池进行恒流放电。

6.根据权利要求5所述的电动汽车可逆充放电系统,其特征在于,当udc≤udcref时,采集蓄电池端电压Ub、蓄电池充放电电流Ib,并根据蓄电池端电压Ub、蓄电池充放电电流Ib实现对蓄电池进行三段式充电:当Ib大于设定的蓄电池浮充电流,且Ub小于设定的蓄电池恒压充电的充电电压时,对蓄电池进行恒流充电;

当Ib大于蓄电池浮充电流,且Ub大于等于设定的蓄电池恒压充电的充电电压时,对蓄电池进行恒压充电;

当Ib小于蓄电池浮充电流时,对蓄电池进行浮充充电。

7.权利要求4所述的电动汽车可逆充放电系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采集直流侧电压udc,并将采集的直流侧电压udc与直流侧给定电压udcref进行比较;

步骤2,当udc≤udcref时,采集蓄电池端电压Ub、蓄电池充放电电流Ib,并根据蓄电池端电压Ub、蓄电池充放电电流Ib实现对蓄电池进行三段式充电;

步骤3,当udc>udcref时,对蓄电池进行恒流放电;

步骤4,根据蓄电池三段式充电控制信号,作为电压型RMC换流器的输入电流i的d轴分*量给定值id ;采用电网电压定向,通过控制id、iq来控制交流电网侧有功功率和无功功率,控制RMC输入电流i的q轴分量iq*=0;

步骤5,利用交流电网侧三相电压ua、ub,uc,通过锁相环确定三相电网电压相角θ;

步骤6,采集三相电感电流ia、ib、ic,交流电网侧三相电压ua、ub,uc,利用Clarke变换对三相电感电流、交流电网侧三相电压进行3/2变换,得到三相电感电流的α轴分量iα和β轴分量iβ,交流电网侧三相电压的α轴分量uα和β轴分量uβ;

步骤7,根据电网电压定向原则,将d轴定在电网电压方向,采用三相电网电压相角θ,利用dq变换模块对三相电感电流的α轴分量iα和β轴分量iβ,三相电压的α轴分量uα和β轴分量uβ进行dq变换分别得到三相电感电流的d轴分量id和q轴分量iq,三相电压的d轴分量ud和q轴分量uq;

* *

步骤8,将id 和id相比较后,通过电流环PI控制器输出作为电流d轴有功分量输出;将iq和iq相比较后,通过电流环PI控制器输出作为电流q轴无功分量输出;

步骤9,d轴、q轴电流环PI控制器的输出分别加上耦合补偿项,形成电压型RMC换流器的输入电流d轴、q轴参考信号udref、uqref;

步骤10,根据电压型RMC换流器的输入电流参考信号udref、uqref,再经过dq-三相静止坐标变换,形成RMC的三相输入电压参考信号,再利用双极性电压空间矢量调制策略构造PWM信号对RMC开关矩阵和单相AC/DC变换器进行控制。

8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于:所述的步骤9中,根据以下公式计算d轴电流耦合补偿项udbc和q轴电流耦合补偿项uqbc,udbc=ud+ωLiq

uqbc=uq-ωLid

式中:ω为电网的同步角速度;L为交流电网侧滤波电感;ud、uq分别为三相电网电压转化为同步旋转dq坐标系下的两相分量;id、iq分别为三相电感电流转化为同步旋转dq坐标系下的两相分量。