基于双向DC-DC变换器的直流有源滤波器

摘要

本发明提供一种基于双向DC-DC变换器的直流有源滤波器，主要由双向DC-DC变换器、直流电容、微处理器和电机控制器构成，其中双向DC-DC变换器包含了开关器件驱动电路。本发明针对直流电源、逆变器和电机组成的电驱动系统，根据逆变器输入端电流可展开为以输出相电压基波为基准的傅里叶级数的思想，创造性地将电机与DC-DC变换器控制进行有机结合。通过电机控制器中由电机转子位置反馈计算得到的电角度，间接获得逆变器输出相电压基波的相位和频率作为微控制器进行傅里叶变换的基准，从而对直流母线电流高频纹波分量进行提取。最后通过控制双向DC-DC变换器让直流电容提供纹波分量从而大大减小、或者消除直流电源两端的纹波。

主权项

一种基于双向DC‑DC变换器的直流有源滤波器，其特征在于，包括依次连接的电机控制器(4)、微处理器(3)、以及双向DC‑DC变换器(1)，还包括与双向DC‑DC变换器(1)相连接的直流电容(2)，双向DC‑DC变换器(1)包含了开关器件驱动电路，其中：电机控制器(4)用于根据电机转子位置反馈计算得到电角度，并根据电角度间接获得电机A相电压频率和基波电角度；微处理器(3)用于以电机控制器(4)获得的电机A相电压频率和基波电角度为基准，对采集到的逆变器直流母线端的电流进行傅里叶变换，以对直流母线电流高频纹波分量进行提取，然后通过控制双向DC‑DC变换器(1)让直流电容(2)提供纹波分量，以大大减小、或者消除直流电源两端的纹波来滤除直流电源两端的纹波；微处理器(3)包括计算模块(304)、第一A/D模块(306)、第二A/D模块(307)、减法运算器、PID模块(303)、微处理器的PWM模块(301)、微处理器的通信单元(305)，其中：微处理器的通信单元(305)用于将接收自电机控制器(4)的电机A相电压基波频率和基波电角度发送至计算模块(304)；第一A/D模块(306)与直流母线相连接，用于将采集到的逆变器直流母线端的电流经A/D处理后发送至计算模块(304)；计算模块(304)用于以电机A相电压基波频率和基波电角度作为傅里叶变换的基准，对采集到的逆变器直流母线端的电流进行傅里叶变换得到直流系统母线上的电流纹波分量i_dc,r；第二A/D模块(307)与直流母线相连接，用于将采集到的双向DC‑DC变换器端的电流i_con经A/D处理后发送至减法运算器；减法运算器用于对双向DC‑DC变换器端的电流i_con与纹波分量i_dc,r进行减法运算，然后将运算结果输出给PID模块；PID模块用于对减法运算器的运算结果进行PID调整得到信号A，然后将信号A发送至微处理器的PWM模块(301)；微处理器的PWM模块(301)用于根据信号A产生PWM信号，并将PWM信号发送至双向DC‑DC变换器(1)。