一种三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器。

背景技术

在交直流混合配电网中，单相AC/DC变流器在维持交流电网和直流电网能量平衡方面起到至关重要的作用。但是，单相AC/DC变流器交流侧与直流侧存在瞬时功率不平衡的问题，这将在直流侧引入二倍频谐波分量。

在现有技术中，工业界通常采用在直流侧直接并联大电解电容来吸收二次纹波功率，如图1所示。然而，在直流微网应用中，当直流短路故障发生时，该大容量电解电容会产生不可控短路电流，这不仅缩短电容使用寿命，而且严重影响系统的稳定运行。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明采用拆分平波电容的方法来解决不可控短路电流的问题。将原有大容量电解电容拆分为一个大容量电容和一个小容量电容。本发明为非隔离AC/DC变流器，电感利用率高，损耗低且结构简单。

为了达到上述目的，本发明提出了一种三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器，具体包括：第一直流负载R

所述第一变流电路001至少包括第一功率开关S

所述第二变流电路002至少包括第三功率开关S

所述检测电路003用于检测所述第一变流电路001和第二变流电路002中的第一平波电容电压至第四平波电容电压V

所述控制电路004用于根据所述检测电路003反馈的第一平波电容电压至第四平波电容电压V

进一步的，所述检测电路003中第一平波电容电压V

进一步的，所述控制电路004用于根据所述检测电路003反馈的第一平波电容电压至第四平波电容电压V

根据所述电网交流电压V

将所述交流正半周入网电流参考信号i

给定第一平波电容电压参考值V

进一步的，根据所述驱动信号生成开关控制信号给所述第一功率开关至第四功率开关的受控端具体为：

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

在所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压V

进一步的，所述第一功率开关至第四功率开关S

进一步的，所述第一直流负载R

本发明的有益效果：

本发明提供的三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器，结构简单，拆分平波电容的方法有效地限制不可控直流短路电流，且本发明中直流电感利用率高，体积小，成本低，效率高。

附图说明

图1为现有技术AC/DC变流器示意图。

图2为本发明实施例三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器的主电路拓扑图。

图3为本发明实施例三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器的检测电路和控制电路的示意图。

图4为本发明实施例三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器的第一电感电流的控制方法框图。

图5为本发明实施例三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器的第二电感电流的控制方法框图。

图6为本发明实施例三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器的第一平波电容电压的控制方法框图。

图7为本发明实施例三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器的第三平波电容电压的控制方法框图。

其中：001、第一变流电路；002、第二变流电路；003、检测电路；004、控制电路；L

S

D

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器，以消除变换器发生直流短路故障时，大容量电解电容对系统稳定运行的危害。

如图2和图3所示，本发明提供的一种三母线输出具有可控直流母线短路电流的ACDC变流器，包括：第一直流负载R

第一变流电路001至少包括第一功率开关S

第二变流电路002至少包括第三功率开关S

滤波电容C

检测电路003用于检测第一变流电路001、第二变流电路002的第一平波电容电压至第四平波电容电压V

控制电路004用于根据检测电路003反馈的第一平波电容电压至第四平波电容电压V

第一至第四功率开关S

控制电路如图4～图7所示，控制电路004根据电网交流电压V

将交流正半周入网电流参考信号i

将给定第一平波电容电压参考值V

判断所述电网交流电压信号，当所述电网交流电压V

当所述电网交流电压信号小于零且所述电网交流电压信号绝对值小于第四平波电容电压时，功率开关驱动信号驱动第三功率开关S

当所述电网交流电压信号大于零且所述电网交流电压信号绝对值大于第二平波电容电压时，功率开关驱动信号不起作用，当所述电网交流电压信号大于零且所述电网交流电压信号绝对值小于第二平波电容电压时，功率开关驱动信号驱动第二功率开关S

其工作原理为：控制电路004在工频正半周且直流电压高于所述电网电压绝对值时控制第一变流电路001工作在四模式升降压模式，第一功率开关S

在工频负半周且直流电压高于所述电网电压绝对值时控制第二变流电路002工作在四模式升降压模式，第三功率开关S

综上所述，本发明提供的用于限制不可控直流短路电流带拆分平波电容的AC/DC变流器结构简单，拆分平波电容的方法有效地限制不可控直流短路电流，且本发明中直流电感利用率高，体积小，成本低，效率高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。