南京理工大学顾玲获国家专利权
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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利应用于双有源全桥三相双向AC/DC变换器的高动态特性功率控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119743037B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411664840.8,技术领域涉及:H02M7/797;该发明授权应用于双有源全桥三相双向AC/DC变换器的高动态特性功率控制方法是由顾玲;李瑞轩;赵汇文;张声涛;熊逸群设计研发完成,并于2024-11-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本应用于双有源全桥三相双向AC/DC变换器的高动态特性功率控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种应用于双有源全桥三相双向ACDC变换器的高动态特性功率控制方法,将目标功率和网侧有功功率反馈量作差,得到功率误差信号,误差信号经过补偿网络后的输出值通过二分法计算,得到电路在不同时刻需要的移相角和占空比数据,实现反馈控制;基于理论功率以及电路硬件参数值,通过二分法计算移相角和占空比的理论数据,拟合移相角和占空比与电路相位和功率之间的表达式,以作为前馈控制的拟合计算公式;在反馈控制基础上加入前馈控制,将前馈控制和反馈控制得到的移相角、占空比分别相加,将其相加之和作为最终作用于主电路的移相角和占空比。本发明控制方法简单,能够实现对于双有源全桥三相双向ACDC变换器功率的高动态特性精准控制。
本发明授权应用于双有源全桥三相双向AC/DC变换器的高动态特性功率控制方法在权利要求书中公布了:1.一种应用于双有源全桥三相双向ACDC变换器的高动态特性功率控制方法,其特征在于,双有源全桥三相双向ACDC变换器,其特征在于,包括交流侧滤波电感La、Lb和Lc,交流侧滤波电容Ca、Cb和Cc,交流侧三相桥臂、能量传输电感L、高频变压器Tr、直流侧全桥电路、直流侧滤波电容Cdc、直流侧滤波电感Ldc,其中: 交流侧滤波电感La、Lb和Lc的一端分别与三相交流侧电源相连;交流侧三个桥臂包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂,第一桥臂由开关管Sa1、Sa2、Sa3和Sa4串联组成,第二桥臂由开关管Sb1、Sb2、Sb3和Sb4串联组成,第三桥臂由开关管Sc1、Sc2、Sc3和Sc4串联组成;第一桥臂中,开关管Sa1的发射极与开关管Sa2的发射极相连,开关管Sa3的发射极与开关管Sa4的发射极相连,开关管Sa2的集电极与开关管Sa3的集电极相连,连接点与电感La的另一端相连,再与电容Ca的一端相连;第二桥臂中,开关管Sb1的发射极与开关管Sb2的发射极相连,开关管Sb3的发射极与开关管Sb4的发射极相连,开关管Sb2的集电极与开关管Sb3的集电极相连,连接点与电感Lb的另一端相连,再与电容Cb的一端相连;第三桥臂中,开关管Sc1的发射极与开关管Sc2的发射极相连,开关管Sc3的发射极与开关管Sc4的发射极相连,开关管Sc2的集电极与开关管Sc3的集电极相连,连接点与电感Lc的另一端相连,再与电容Cc的一端相连;交流侧滤波电容Ca、Cb和Cc的另一端连接在一起;开关管Sa1的集电极与开关管Sb1、Sc1的集电极相连,连接点作为第一公共端口;开关管Sa4的集电极与开关管Sb4、Sc4的集电极相连,连接点作为第二公共端口; 直流侧全桥电路包含第四桥臂和第五桥臂并联组成,第四桥臂由开关管S1的发射极和S2的集电极串联组成,连接点作为第三公共端口;第五桥臂由开关管S3的发射极和S4的集电极串联组成,连接点作为第四公共端口;开关管S1的集电极与开关管S3的集电极相连,连接点再与直流侧滤波电容Cdc的正端相连;开关管S2的发射极与开关管S4的发射极相连,连接点再与直流侧滤波电容Cdc的负端相连;直流侧滤波电容Cdc的正端与直流侧滤波电感Ldc一端相连,负端和直流侧电源相连;直流侧滤波电感Ldc的另一端与直流侧电源相连; 能量传输电感L的一端与第一公共端口相连,高频变压器Tr的原边绕组分别连接能量传输电感L的另一端和第二公共端口,副边绕组分别连接第三公共端口和第四公共端口;高频变压器Tr的原边绕组连接电感L的另一端和副边绕组连接第三公共端口的一端为同名端; 高动态特性功率控制方法,包括如下步骤: 步骤1,将开关管Sc1的集电极和开关管Sc4的集电极之间的电压差值定义为up,将高频变压器原边绕组的端电压定义为us;定义A相相电压为B相相电压为C相相电压为Vm为相电压幅值;定义电源频率为f,一个工频周期为T;将三相线电压中幅值最大线电压定义为umax,次大线电压定位为umed;定义一个开关周期内次大线电压umed持续的时间和开关周期Ts的比值为dm,定义us和up的相位差和π2的比值为移相占比δ;一个工频周期的相位为2π,定义A相电压由负到正的过零点便是相位的起始点,每个扇区持续相位大小为π6;根据双线电压调制,确定直流侧电源的输出功率P和δ以及dm的关系表达式; 步骤2,将目标功率P*和网侧有功功率反馈量Pf作差,得到功率误差信号,功率误差信号通过补偿网络后得到调节量P*’,代入二分法进行计算,得到每个开关周期内的δ1、dm1,使网侧有功功率接近目标功率P*,实现反馈控制,补偿网络使用PI或PID控制方法; 步骤3,根据P和δ以及dm的关系表达式,代入不同目标功率P*,计算得到在不同目标功率时dm和δ的理论数据,拟合成以dm和δ为因变量,相位和目标功率P*为自变量的表达式,作为前馈控制的拟合计算公式; 步骤4,将扇区N、目标功率P*和相位代入前馈控制的拟合公式,得到δ2、dm2;将δ1、dm1分别和δ2、dm2求和,得到δ3、dm3,以控制开关周期内最大、次大线电压的持续时间和us、up的相位差,完成将前馈控制加入反馈控制的高动态特性功率控制。
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