本發(fā)明屬于變換器控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電流源型變換器直流電感紋波控制方法。

背景技術(shù)：

電流源型變換器相對(duì)于電壓源型變換器有很多優(yōu)勢(shì)，包括具有較寬的輸出電壓范圍、直接控制輸出電流、內(nèi)在的短路保護(hù)能力及動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等特點(diǎn)。同時(shí)，隨著超導(dǎo)技術(shù)以及寬禁帶功率器件的發(fā)展，克服了電流源型變換器開關(guān)損耗大的問(wèn)題，由于電流源型變換器具有高功率密度和高可靠性的特點(diǎn)，使得它開始受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。然而實(shí)際運(yùn)行中，電流源變換器直流側(cè)電感上存在紋波，紋波的存在不僅引起電感額外的損耗，還會(huì)導(dǎo)致交流側(cè)電流波形畸變。因此如何減小電流源變換器直流側(cè)電感紋波具有重要研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)方法一般通過(guò)提高開關(guān)頻率或增大直流電感量的方式減小直流電感紋波，但提高開關(guān)頻率會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)開關(guān)損耗增加，增大直流電感量會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，體積大，功率密度降低。因此亟需一種在不改變電流源型變換器硬件情況下，有效減小直流電感紋波的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種電流源型變換器直流電感紋波控制策略，能有效減小直流電感紋波。

為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種電流源型變換器直流電感紋波控制方法，其內(nèi)容包括以下步驟：

(1)首先確定系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)，所述參數(shù)包括電流源型變換器交流側(cè)線電壓幅值vi、相電壓幅值vm、調(diào)制度m、相電流幅值im和參考電流iref角位移θ；

(2)將電流源型變換器的空間矢量圖分成12個(gè)扇區(qū)，根據(jù)參考電流矢量iref角位移θ判斷iref所在扇區(qū)并選擇合成iref的空間電流矢量，根據(jù)安秒平衡方程求得矢量作用時(shí)間；

(3)根據(jù)矢量切換時(shí)不增加開關(guān)損耗，每次切換只有一對(duì)開關(guān)通斷的原則安排矢量次序。

進(jìn)一步，在步驟(2)中，所述矢量作用時(shí)間如下：

(1)在奇數(shù)(1,3,5,7,9,11)扇區(qū)，矢量作用時(shí)間分別為：

tn+2＝ts-t1-t2

其中，θ的取值范圍為(0,π/6)，tn,tn+1,tn+2分別為3個(gè)矢量的作用時(shí)間，ts為開關(guān)周期；

(2)在偶數(shù)(2,4,6,8,10,12)扇區(qū)，矢量作用時(shí)間分別為：

tn-1＝ts-t1-t2

其中，θ的取值范圍為(-π/6,0)，tn+1,tn,tn-1分別為3個(gè)矢量的作用時(shí)間，ts為開關(guān)周期。

由于采用上述調(diào)制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：

在不增加開關(guān)損耗的前提下，有效減小了直流側(cè)電感電流的紋波，從而減小電感損耗，增大各功率器件的使用壽命。也就意味著，對(duì)于同一種電感電流紋波要求，可以將電感值設(shè)計(jì)的更小，進(jìn)而有效減小電感體積和成本。同時(shí)減小了系統(tǒng)共模電壓。

附圖說(shuō)明

圖1為電流源型變換器的電路原理圖；

圖2為本發(fā)明電流源型變換器空間矢量原理圖；

圖3為本發(fā)明電流源型變換器電流參考矢量合成原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)具體的說(shuō)明。

圖1為電流源型變換器的電路原理圖，實(shí)施本發(fā)明方法包括以下步驟：

(1)首先確定系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)，所述參數(shù)包括電流源型變換器交流側(cè)線電壓幅值vi、相電壓幅值vm、調(diào)制度m、相電流幅值im和參考電流iref角位移θ。

(2)將電流源型變換器空間矢量圖分成12個(gè)扇區(qū)，如圖2所示，根據(jù)參考電流矢量iref角位移θ判斷其所在扇區(qū)并選擇合成iref的空間電流矢量，根據(jù)安秒平衡方程求得矢量作用時(shí)間；

矢量作用時(shí)間如下：

(1)在奇數(shù)(1,3,5,7,9,11)扇區(qū)，矢量作用時(shí)間分別為：

tn+2＝ts-t1-t2

其中，θ的取值范圍為(0,π/6)，tn,tn+1,tn+2分別為3個(gè)矢量的作用時(shí)間，ts為開關(guān)周期。

(2)在偶數(shù)(2,4,6,8,10,12)扇區(qū)，矢量作用時(shí)間分別為：

tn-1＝ts-t1-t2

其中，θ的取值范圍為(-π/6,0)，tn+1,tn,tn-1分別為3個(gè)矢量的作用時(shí)間，ts為開關(guān)周期。以第1扇區(qū)為例，矢量作用原理如圖3所示。

(3)根據(jù)矢量切換時(shí)不增加開關(guān)損耗，每次切換只有一對(duì)開關(guān)通斷的原則，按照表1安排矢量次序。

表1不同扇區(qū)與相應(yīng)選取矢量的關(guān)系表