发明名称 多逆变器并联的感应电能传输系统的恒流控制及环流抑制方法
摘要 本发明公开了一种多逆变器并联的感应电能传输系统的恒流控制及环流抑制方法。其主要作法是,借助各个并联逆变器支路电流和初级线圈电流的瞬时值,与参考正弦信号、参考余弦信号经过处理后得到初级线圈电流幅值、各个并联逆变器支路的有功电流值和无功电流功值作为PI调节器的反馈值。该方法的硬件电路简单,算法复杂程度低,得到的反馈值更准确,环流抑制效果好。
申请公布号 CN105471120A 申请公布日期 2016.04.06
申请号 CN201610013105.X 申请日期 2016.01.11
申请人 西南交通大学 发明人 何正友;李勇;林天仁;麦瑞坤;陆立文
分类号 H02J50/10(2016.01)I;H02M7/493(2007.01)I 主分类号 H02J50/10(2016.01)I
代理机构 成都博通专利事务所 51208 代理人 陈树明
主权项 一种多逆变器并联的感应电能传输系统的恒流控制及环流抑制方法,包括以下步骤:A、电流采样器在一个系统工作周期T内,采集得到:初级线圈电流信号i(t)的离散值i(t<sub>n</sub>),t<sub>n</sub>=1T/N,2T/N,...,nT/N,...,NT/N和逆变器k的支路电流信号i<sub>k</sub>(t)的离散值i<sub>k</sub>(t<sub>n</sub>),t<sub>n</sub>=1T/N,2T/N,...,nT/N,...,NT/N;其中:t为时间,N是一个系统工作周期T内电流采样器采集得到的初级线圈电流信号i(t)的离散值i(t<sub>n</sub>)或逆变器k的支路电流信号i<sub>k</sub>(t)的离散值i<sub>k</sub>(t<sub>n</sub>)的总数,t<sub>n</sub>是初级线圈电流信号i(t)第n个离散值i(t<sub>n</sub>)或逆变器k的支路电流信号i<sub>k</sub>(t)第n个离散值i<sub>k</sub>(t<sub>n</sub>)对应的时刻,k是逆变器的序号、k=1,2,3,...,K,K是逆变器的总数;B、控制器同步给出参考正弦信号S(t)的离散值S(t<sub>n</sub>),S(t<sub>n</sub>)=sin(ωt<sub>n</sub>)和参考余弦信号C(t)的离散值C(t<sub>n</sub>),C(t<sub>n</sub>)=cos(ωt<sub>n</sub>);其中,ω为系统工作频率,ω=2π/T;C、将A步的初级线圈电流信号i(t)的离散值i(t<sub>n</sub>)与B步的参考正弦信号S(t)的离散值S(t<sub>n</sub>)相乘得到初级线圈的参考正弦积离散值i<sup>s</sup>(t<sub>n</sub>);将A步的初级线圈电流信号i(t)的离散值i(t<sub>n</sub>)与B步的参考余弦信号C(t)的离散值C(t<sub>n</sub>)相乘得到初级线圈的参考余弦积离散值i<sup>c</sup>(t<sub>n</sub>);将A步的逆变器k的支路电流信号i<sub>k</sub>(t)的离散值i<sub>k</sub>(t<sub>n</sub>)与B步的参考正弦信号S(t)的离散值S(t<sub>n</sub>)相乘得到逆变器k支路的参考正弦积离散值i<sup>s</sup><sub>k</sub>(t<sub>n</sub>);将A步的逆变器k的支路电流信号i<sub>k</sub>(t)的离散值i<sub>k</sub>(t<sub>n</sub>)与B步的参考余弦信号C(t)的离散值C(t<sub>n</sub>)相乘得到逆变器k支路的参考余弦积离散值i<sup>c</sup><sub>k</sub>(t<sub>n</sub>);D、将一个系统工作周期T内的初级线圈所有的参考正弦积离散值i<sup>s</sup>(t<sub>n</sub>)和初级线圈所有的参考余弦积离散值i<sup>c</sup>(t<sub>n</sub>)分别经过截止频率为ω/10的数字低通滤波器滤除交流分量,相应得到初级线圈的参考正弦积直流分量i<sub>s</sub>与初级线圈的参考余弦积直流分量i<sub>c</sub>;将一个系统工作周期T内的逆变器k支路所有的参考正弦积离散值i<sup>s</sup><sub>k</sub>(t<sub>n</sub>)和逆变器k支路所有的参考余弦积离散值i<sup>c</sup><sub>k</sub>(t<sub>n</sub>)分别经过截止频率为ω/10的数字低通滤波器滤除交流分量,相应得到逆变器k支路的参考正弦积直流分量i<sub>sk</sub>与逆变器k支路的参考余弦积直流分量i<sub>ck</sub>;E、根据D步得到的初级线圈的参考正弦积直流分量i<sub>s</sub>与初级线圈的参考余弦积直流分量i<sub>c</sub>,算出初级线圈电流幅值I<sub>m</sub>,<img file="FDA0000903867490000021.GIF" wi="326" he="101" />根据D步得到的逆变器k支路的参考正弦积直流分量i<sub>sk</sub>、逆变器k支路的参考余弦积直流分量i<sub>ck</sub>、初级线圈的参考正弦积直流分量i<sub>s</sub>和初级线圈的参考余弦积直流分量i<sub>c</sub>,分别算出逆变器k的支路虚拟有功值P<sub>k</sub>,P<sub>k</sub>=2(i<sub>s</sub>i<sub>sk</sub>+i<sub>c</sub>i<sub>ck</sub>)和逆变器k的支路虚拟无功值Q<sub>k</sub>,Q<sub>k</sub>=2(i<sub>c</sub>i<sub>sk</sub>‑i<sub>s</sub>i<sub>ck</sub>);F、根据逆变器k的支路虚拟有功值P<sub>k</sub>和初级线圈电流幅值I<sub>m</sub>,算出逆变器k的支路有功电流值<img file="FDA0000903867490000022.GIF" wi="85" he="86" /><img file="FDA0000903867490000023.GIF" wi="286" he="86" />根据逆变器k的支路虚拟无功值Q<sub>k</sub>和初级线圈电流幅值I<sub>m</sub>,算出逆变器k的支路无功电流值<img file="FDA0000903867490000024.GIF" wi="85" he="85" /><img file="FDA0000903867490000025.GIF" wi="278" he="85" />G、将F步骤的逆变器k的支路无功电流值<img file="FDA0000903867490000026.GIF" wi="61" he="84" />作为PI调节器一的逆变器k环流抑制的支路无功电流反馈信号,将PI调节器一的逆变器k环流抑制的支路无功电流的给定值设为0,通过PI调节器一的调节得到逆变器k的支路无功电流放大误差<img file="FDA0000903867490000027.GIF" wi="108" he="102" />再将该逆变器k的支路无功电流放大误差<img file="FDA0000903867490000028.GIF" wi="84" he="101" />输入脉宽调制器,通过脉宽调制器实现对逆变器k输出电压的相位调节,从而对逆变器k的支路无功电流值进行抑制;同时,将F步得到的所有逆变器k的支路有功电流值<img file="FDA0000903867490000029.GIF" wi="54" he="87" />的平均值<img file="FDA00009038674900000210.GIF" wi="78" he="86" /><img file="FDA00009038674900000211.GIF" wi="262" he="150" />作为PI调节器二的逆变器k支路有功电流的给定值,将F步的逆变器k的支路有功电流值<img file="FDA0000903867490000031.GIF" wi="66" he="86" />作为PI调节器二的逆变器k的环流抑制的支路有功电流反馈信号,通过PI调节器二的调节得到逆变器k的支路有功电流放大误差<img file="FDA0000903867490000032.GIF" wi="103" he="101" />将逆变器k的支路有功电流放大误差<img file="FDA0000903867490000033.GIF" wi="81" he="110" />与初级线圈电流幅值的系统设定值I<sub>m_ref</sub>相加作为PI调节器三的初级线圈电流幅值给定值,将F步的初级线圈电流幅值I<sub>m</sub>作为PI调节器三的初级线圈电流幅值反馈信号,通过PI控制器三的调节得到下一阶段的逆变器k输出电压基波幅值输入脉宽调制器,通过脉宽调制器实现对逆变器k输出电压的基波幅值调节,从而对逆变器k的支路有功电流值进行均分控制。
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