[发明专利]运行转换电路的方法及实施该方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及到功率电子学领域，尤其涉及如独立权利要求前序部 分所述的运行转换电路的方法以及实施这种方法的装置。

背景技术

常规的转换电路具有含多个可控功率半导体开关的转换单元，这 些可控功率半导体开关按已知方式进行开关以转换至少两个开关电 压水平。此外，举例来说，可以将LCL滤波器连接至转换单元的每个 相位接线。图1表示出实施根据现有技术转换电路运行方法的装置的 一种实施方案。图1中的转换电路具有转换单元1。图1中所示转换 单元1与储能电路2相连接，储能电路2以常规方式由两个串联的电 容器组成。为运行转换电路，设置一个具有产生滞后信号矢量x的控 制装置15的装置，控制装置15通过控制电路3与转换单元1中的可 控功率半导体开关相连接，控制电路3用来由滞后信号矢量x形成控 制信号S。从而利用控制信号S来控制功率半导体开关。滞后信号矢 量x由相位连接电流矢量差Δi_fi，i通过滞后调节器6形成。相位连接电 流矢量差Δi_fi，i本身又由参考相位连接电流矢量i_fi，i，ref与相位连接电流 矢量i_fi，i相减而形成，其中参考相位连接电流矢量i_fi，i，ref则由参考有功 功率值P_ref、参考无功功率值Q_ref和相位通量矢量ψ_g，αβ形成。

上述运行转换电路方法遇到的问题是由于由参考有功功率值P_ref、 参考无功功率值Q_ref和相位通量矢量ψ_g，αβ形成参考相位连接电流矢量 i_fi，i，ref，而使得功率半导体开关的开关频率变化范围很大。在如此大范 围内变化的开关频率导致了转换电路的相位连接电流i_fg，i和相位连接 电压u_inv，i中谐波的显著增大。对这种情况，图4示出了受到主要谐波 影响的一相的相位连接电流i_fg，1的相应的时间分布图。举例来说，在 转换电路连接至内连的电源系统时，这种高谐波分量是不希望有的或 者是不可接受的。例如，在转换电路连接到电负荷上时，像这些谐波 就可能造成损坏或甚至破坏，因此极不希望有这种谐波。

发明内容

因此本发明的一个技术问题是提出运行转换电路的方法，借助这 一方法可以使转换电路中转换单元内的可控功率半导体开关的开关 频率几乎保持恒定不变。本发明的另一技术问题是提出能够以特别简 单的方式实施上述方法的装置。

这两个技术问题分别通过权利要求1和权利要求9所限定的特征 来解决。

本发明的有益扩展方案在从属权利要求中予以详细说明。

转换电路具有含多个可控功率半导体开关的转换单元以及由两 个串联的电容器组成的储能电路。在根据本发明的转换电路运行方法 中，可控功率半导体开关利用由滞后信号矢量所形成的控制信号进行 控制，滞后信号矢量由相位连接电流矢量差通过滞后调节器形成，而 相位连接电流矢量差由参考相位连接电流矢量与相位连接电流矢量 相减而成。参考相位连接电流矢量又由参考有功功率值、参考无功功 率值以及相位通量矢量形成。根据本发明，为形成相位连接电流矢量 差还要减去一个电流校正值，此电流校正值通过对相位连接电压平均 值的积分来形成，而相位连接电压平均值则通过以储能电路中电容器 的连接点的参考点确定出相位连接电压的算术平均值来形成。这样形 成的电流校正值使得转换单元内可控功率半导体开关的开关频率有 助于几乎保持恒定不变。基本上恒定的开关频率还有助于使转换单元 的相位连接电流和相位连接电压中的谐波保持得很低。

根据本发明实施转换电路运行方法的装置具有一控制装置，其用 来产生滞后信号矢量并通过形成控制信号的控制电路与可控功率半 导体开关相连接，所述控制装置具有由相位连接电流矢量差形成滞后 信号矢量的滞后调节器、由参考相位连接电流矢量与相位连接电流矢 量相减而形成相位连接电流矢量差的第一加法器、以及由参考有功功 率值，参考无功功率值和相位通量矢量而形成参考相位连接电流矢量 的第一计算单元。

此外，还要把电流校正值提供给第一加法器以便形成相位连接电 流矢量差，相位连接电流矢量差由参考相位连接电流矢量与相位连接 电流矢量以及电流校正值相减来形成。