CN107785972A - 一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法 - Google Patents

一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107785972A
CN107785972A CN201710852132.0A CN201710852132A CN107785972A CN 107785972 A CN107785972 A CN 107785972A CN 201710852132 A CN201710852132 A CN 201710852132A CN 107785972 A CN107785972 A CN 107785972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
bus
equal
battery charging
bar voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710852132.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李宏旭
王勤
肖岚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201710852132.0A priority Critical patent/CN107785972A/zh
Publication of CN107785972A publication Critical patent/CN107785972A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J7/022—
    • H02J7/045—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/06—Regulation of charging current or voltage using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02J2007/10—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法，应用于不间断电源***中，该控制***包括：变换单元，用于将abc三相电流转换成d轴和q轴两个分量iq，id；直流母线电压比例积分调节器，用于对直流母线电压进行调节；蓄电池组充电电流比例积分调节器，用于对蓄电池组充电电流进行调节；选择器，用于选择d轴电流参考值；d轴电流比例积分调节器，用于对三相电流的d轴分量id进行调节；q轴电流比例积分调节器，用于对三相电流的q轴分量iq进行调节；SPWM模块，用于产生脉宽调制信号；驱动器，用于生成驱动信号。本发明的控制***利用整流器实现对蓄电池组的充电功能，提高了变换效率。

Description

一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种不间断电源***整流器的控制方法，利用整流器实现对蓄电池组的充电功能。
背景技术
随着电力电子技术的发展，不间断电源广泛使用在各种对供电可靠性及电能质量要求高的场合，在交流电源出现异常时，由蓄电池通过逆变器为负载提供能量，当蓄电池电量不足，需要对其进行充电。将直流母线电压通过变换器实现对蓄电池的充电控制是常用的充电方式，这种添加额外变换器的方式会增加不间断电源***的复杂度，降低可靠性和变换效率。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明提出了一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法，利用整流器实现对蓄电池的恒流或恒压充电。在不需要对蓄电池组充电时实现对直流母线电压的恒压控制。
技术方案：
一种不间断电源***整流器的控制***，应用于不间断电源***中，包括：
变换单元，用于将abc三相电流经坐标变换后转换成d轴和q轴两个电流分量iq,id；
直流母线电压比例积分调节器PI1，用于对直流母线电压进行调节；
蓄电池组充电电流比例积分调节器PI2，用于对蓄电池组充电电流进行调节；
选择器，用于选择d轴电流参考值；
d轴电流比例积分调节器PI3，用于对d轴分量id进行调节；
q轴电流比例积分调节器PI4，用于对q轴分量iq进行调节；
SPWM模块，用于产生脉宽调制信号；
驱动器，用于生成驱动信号；
将直流母线电压参考值U*dc与直流母线电压Udc之差作为PI1的输入，输出为i*d1；将蓄电池组充电电流参考值i*dc与蓄电池组充电电流idc之差作为PI2的输入，输出为i*d2；i*d1和i*d2为选择器的输入，输出为d轴电流参考值i*d；将d轴电流参考值i*d与d轴电流id之差作为PI3的输入；将q轴电流参考值i*q与q轴电流iq之差作为PI4的输入；PI3的输出与PI4的输出作为SPWM模块的输入，SPWM模块先将PI3的输出与PI4的输出变换成三相分量，再分别与高频三角载波交截产生高低电平，得到脉宽调制信号作为输出；SPWM模块输出作为驱动器的输入，由驱动器产生S1～S6的驱动控制信号。
一种不间断电源***整流器的控制方法，选择器根据判断条件选择i*d1和i*d2中的一个作为d轴电流参考值，判断条件为：当i*d等于i*d2时，如果直流母线电压Udc大于阈值一且蓄电池组充电电流idc小于阈值二，对PI1的积分值进行重新赋值，令其等于PI2的积分值，令i*d等于i*d1，如果不满足直流母线电压Udc大于阈值一且蓄电池组充电电流idc小于阈值二的条件，则i*d继续等于i*d2；当i*d等于i*d1时，如果蓄电池组充电电流idc大于阈值三，对PI2的积分值进行重新赋值，令其等于PI1的积分值，令i*d等于i*d2，如果不满足蓄电池组充电电流idc大于阈值三的条件，则i*d继续等于i*d1。
有益效果：
本发明的不间断电源***整流器的控制***，在蓄电池组与直流母线连接的情况下，利用整流器实现对蓄电池的恒流或恒压充电，提高了变换效率，在不需要对蓄电池组充电时实现对直流母线电压的恒压控制，所有控制通过软件实现，不增加额外的硬件成本。
附图说明
图1为蓄电池组与直流母线直接连接的不间断电源***电路结构图；
图2为本发明提出的整流器控制框图；
图3为本发明中选择器的逻辑框图；
图4为充电时的母线电压与充电电流，A相电压与电流波形；
图5为充电完成后的母线电压与充电电流，A相电压与电流波形；
以上附图中的主要符号名称：ea，eb，ec为三相交流电源；L1～L3：滤波电感；ia，ib，ic为三相交流电流；id，iq为变换后的d轴和q轴电流分量；S1～S6：功率开关管；ibat：蓄电池组充电电流；C：直流母线电容；Ubc：直流母线电压。U*dc为直流母线电压参考值；I*dc为蓄电池组充电电流参考值；i*d为d轴电流参考值；i*q为q轴电流参考值。PI1为直流母线电压比例积分调节器；i*d1为PI1输出；PI2为蓄电池组充电电流比例积分调节器；i*d2为PI2输出；PI3为q轴电流比例积分调节器；PI4为d轴电流比例积分调节器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
附图1为蓄电池组与直流母线直接连接的不间断电源***电路结构图。
其中ea，eb，ec为三相交流电源；L1～L3为滤波电感；ia，ib，ic为三相交流电流；S1～S6为功率开关管；ibat为蓄电池组充电电流；C为直流母线电容；Udc为直流母线电压。
整流器的输入端与三相交流电源相连，对三相交流电源进行整流，输出直流母线电压，直流母线的输出端连接蓄电池组的两端，蓄电池组分别与直流母线电容，逆变器并联。
附图2为本发明提出的整流器控制框图，采用变换单元将三相交流电流从三相静止坐标变换到两相旋转坐标，两相坐标分别为d轴和q轴；直流母线电压比例积分调节器，简称PI1，直流母线电压参考值和直流母线电压值之差经过该比例积分调节器，用于对整流器输出的直流电压进行调节；蓄电池组充电电流比例积分调节器，简称PI2，蓄电池组充电电流参考值和蓄电池组充电电流之差经过该比例积分调节器，用于对蓄电池组充电电流进行调节；d轴电流比例积分调节器，简称PI3，d轴电流参考值和d轴电流之差经过该比例积分调节器，用于对三相交流电流无功分量进行调节；q轴电流比例积分调节器，简称PI4，该比例积分调节器对q轴电流参考值和q轴电流之差经过该比例积分调节器，选择器在直流母线电压比例积分调节器输出和蓄电池组充电电流比例积分调节器输出中选择一个作为d轴电流参考值，用于对三相交流电流有功分量进行调节。
图2中ibat为蓄电池组充电电流；U*dc为直流母线电压参考值；I*dc为蓄电池组充电电流参考值；i*d为d轴电流参考值；i*q为q轴电流参考值；i*d1为PI1输出；i*d2为PI2输出。
三相交流电流ia，ib，ic经过Clark变换和Park变换，得到变换后的电流id，iq，变换过程见公式(1)：
式(1)中ω为变换角频率，根据不间断电源***工作频率进行设置，t为时间。
将直流母线电压参考值U*dc与直流母线电压Udc之差做作为PI1的输入，PI1的输出为i*d1。
将蓄电池组充电电流参考值i*dc与蓄电池组充电电流idc之差做作为PI2的输入，PI2的输出为i*d2。
i*d1和i*d2为选择器的输入，选择器输出为d轴电流参考值i*d，选择的条件见附图3。
将d轴电流参考值i*d与d轴电流id之差作为PI3的输入。
将q轴电流参考值i*q与q轴电流iq之差作为PI4的输入。
PI3的输出与PI4的输出作为SPWM模块的输入，SPWM模块产生相应的脉宽调制信号。
SPWM模块输出作为驱动器的输入，由驱动器产生S1～S6的驱动控制信号。
附图3为本发明中二选一选择器的逻辑框图。
选择器会根据判断条件选择i*d1和i*d2中的一个作为d轴电流参考值。判断条件为：当i*d等于i*d2时，如果直流母线电压Udc大于阈值一且蓄电池组充电电流idc小于阈值二，对PI1的积分值进行重新赋值，令其等于PI2的积分值，令i*d等于i*d1。如果不满足直流母线电压Udc大于阈值一和蓄电池组充电电流idc小于阈值二的条件，则i*d继续等于i*d2。
当i*d等于i*d1时，如果蓄电池组充电电流idc大于阈值三，对PI2的积分值进行重新赋值，令其等于PI1的积分值，令i*d等于i*d2；如果不满足蓄电池组充电电流idc大于阈值三的条件，则i*d继续等于i*d1。
附图4为充电时的母线电压与充电电流，A相电压与电流波形，此时充电电流等于充电电流参考值，交流电流与交流电压同相位。
附图5为充电完成后的母线电压与充电电流，A相电压与电流波形，此时充电电流为0，直流母线电压等于直流母线电压参考值，交流电流与交流电压同相位。
本发明的控制策略可以应用于蓄电池组与直流母线直接连接的不间断电源***，在该种结构下实现高效率的恒流充电，在不需要充电时实现对母线电压的恒压控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种不间断电源***整流器的控制***，其特征在于，应用于不间断电源***中，包括：
变换单元，用于将abc三相电流经坐标变换后转换成d轴和q轴两个电流分量iq,id；
直流母线电压比例积分调节器PI1，用于对直流母线电压进行调节；
蓄电池组充电电流比例积分调节器PI2，用于对蓄电池组充电电流进行调节；
选择器，用于选择d轴电流参考值；
d轴电流比例积分调节器PI3，用于对d轴分量id进行调节；
q轴电流比例积分调节器PI4，用于对q轴分量iq进行调节；
SPWM模块，用于产生脉宽调制信号；
驱动器，用于生成驱动信号；
将直流母线电压参考值U*dc与直流母线电压Udc之差作为PI1的输入，输出为i*d1；将蓄电池组充电电流参考值i*dc与蓄电池组充电电流idc之差作为PI2的输入，输出为i*d2；i*d1和i*d2为选择器的输入，输出为d轴电流参考值i*d；将d轴电流参考值i*d与d轴电流id之差作为PI3的输入；将q轴电流参考值i*q与q轴电流iq之差作为PI4的输入；PI3的输出与PI4的输出作为SPWM模块的输入，SPWM模块先将PI3的输出与PI4的输出变换成三相分量，再分别与高频三角载波交截产生高低电平，得到脉宽调制信号作为输出；SPWM模块输出作为驱动器的输入，由驱动器产生S1～S6的驱动控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种不间断电源***整流器的控制方法，其特征在于，选择器根据判断条件选择i*d1和i*d2中的一个作为d轴电流参考值，判断条件为：当i*d等于i*d2时，如果直流母线电压Udc大于阈值一且蓄电池组充电电流idc小于阈值二，对PI1的积分值进行重新赋值，令其等于PI2的积分值，令i*d等于i*d1，如果不满足直流母线电压Udc大于阈值一且蓄电池组充电电流idc小于阈值二的条件，则i*d继续等于i*d2；当i*d等于i*d1时，如果蓄电池组充电电流idc大于阈值三，对PI2的积分值进行重新赋值，令其等于PI1的积分值，令i*d等于i*d2，如果不满足蓄电池组充电电流idc大于阈值三的条件，则i*d继续等于i*d1。
CN201710852132.0A 2017-09-19 2017-09-19 一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法 Pending CN107785972A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710852132.0A CN107785972A (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710852132.0A CN107785972A (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107785972A true CN107785972A (zh) 2018-03-09

Family

ID=61438155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710852132.0A Pending CN107785972A (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107785972A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111244932A (zh) * 2020-02-24 2020-06-05 国网江苏省电力有限公司 一种能量路由器用储能多工况运行控制方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1622420A (zh) * 2003-11-26 2005-06-01 力博特公司 不间断电源中整流器的矢量控制方法
CN103762628A (zh) * 2013-12-31 2014-04-30 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种双向变流器对蓄电池充放电的控制方法
CN106515503A (zh) * 2016-12-30 2017-03-22 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种电动汽车的充放电方法及充电机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1622420A (zh) * 2003-11-26 2005-06-01 力博特公司 不间断电源中整流器的矢量控制方法
CN103762628A (zh) * 2013-12-31 2014-04-30 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种双向变流器对蓄电池充放电的控制方法
CN106515503A (zh) * 2016-12-30 2017-03-22 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种电动汽车的充放电方法及充电机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111244932A (zh) * 2020-02-24 2020-06-05 国网江苏省电力有限公司 一种能量路由器用储能多工况运行控制方法及装置
CN111244932B (zh) * 2020-02-24 2021-07-06 国网江苏省电力有限公司 一种能量路由器用储能多工况运行控制方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11799292B2 (en) On-board bidirectional AC fast charger for electric vehicles
Tolbert et al. Multilevel converters for large electric drives
CN104953686B (zh) 一种电动汽车储能充放电虚拟同步电机控制方法
US20170323721A1 (en) Inductive power transfer system
EP1585214A1 (en) Motor drive device for air conditioner
CN109494854A (zh) 一种车载取力行车发电蓄电池充电***及控制方法
JP7145881B2 (ja) 三相Ｖｉｅｎｎａ整流器を制御するための方法
CN105556830A (zh) 电动机控制设备及电动机控制方法
CN103647321A (zh) 电动汽车多功能车载充电电路
CN103259418A (zh) 一种电机试验变频电源***
JP2009027815A (ja) 系統連系コンバータ装置
CN106655433A (zh) 一种电感参数可变的车载集成式电路
Semsar et al. Integrated single-phase electric vehicle charging using a dual-inverter drive
CN112234839A (zh) 一种混合式配电变压器及其上电软启动方法
CN107508486A (zh) 一种电机控制器、电机控制***和电动汽车
CN107785972A (zh) 一种不间断电源***整流器的控制***和控制方法
CN203958144U (zh) 一种内燃机车辅助***及牵引***
US20240186914A1 (en) Device for creating a dc voltage bus for a polyphase electrical system, motor vehicle and renewable energy generator comprising such a device
CN202841050U (zh) 一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器调速***
EP3975411B1 (en) Rectifier, charging system and electric vehicle
Tidjani et al. Control strategy for improving the power flow between home integrated photovoltaic system, plug-in hybrid electric vehicle and distribution network
CN106915265A (zh) 一种电动汽车充电机的拓扑结构及控制方法
CN107769212B (zh) 一种储能调频方法
Chen et al. Excitation for establishing voltage of switched reluctance generator at low rotor speed
EP4068610B1 (en) Converter and on-board charger

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180309