[发明专利]一种电力电子变压器系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电力电子变压器系统，包括：A相相间变压模块、B相相间变压模块、C相相间变压模块，其特征在于：每个相间变压模块包括：多个功率变换模块，所述功率变换模块包括：交流进线端、交流出线端、直流输出正端、直流输出负端；所述A相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述B相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述C相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述A相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与A相交流母线相连接；所述B相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与B相交流母线相连接；所述C相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与C相交流母线相连接；所述A相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端与B相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端、C相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端相连接；

所述功率变换模块包括：H桥单元、DAB谐振电路，所述H桥单元与DAB谐振电路通过第一电容C1相连接，所述H桥单元输入端为交流进线端、交流出线端，DAB谐振电路输出端为直流输出正端、直流输出负端，所述直流输出正端与直流输出负端之间设置有第二电容C2；所述H桥单元的交流进线端与交流出线端之间电压设置为电压UAC(t)，H桥单元输出端电压设置为U_dcn(t)，DAB谐振电路的开关频率设置为f_s(t)，DAB谐振电路的直流输出正端、直流输出负端之间电压设置为电压U_out，DAB谐振电路的变压器原副边的变比为n，功率变换模块输出电流为I_out，功率变换模块输出功率为P(t)，所述第一电容C1、第二电容C2用于滤除高次谐波,所述变压器原边设置有电感L；

所述H桥单元中控制开关R1、R2、R3、R4，R1、R2串联后与R3、R4串联支路相并联；所述DAB谐振电路原边的控制开关P1、P2、P3、P4，P1、P2串联后与P3、P4串联支路相并联；所述DAB谐振电路副边的控制开关S1、S2、S3、S4，S1、S2串联后与S3、S4串联支路相并联；

还包括如下控制方法：

步骤1：H桥单元对输入电压UAC(t)进行整流，当输入电压UAC0时，R1和R4导通，当输入电压UAC0时，R3和R2导通，均输出电压U_dcn(t)，含有2倍频的电压波动；

步骤2：当U_dcnnU_out时，设置控制开关P1和P2的驱动信号互补，控制开关P3和P4的驱动信号互补，控制开关P1和P3的驱动信号互补；设置控制开关S1和S2的驱动信号互补，控制开关S3和S4的驱动信号互补，设置控制开关S3的驱动信号超前S1的驱动信号时间为g(t)，控制开关S1驱动信号滞后P1驱动信号时间为w(t),其中：

通过公式(2)计算DAB谐振频率，其中L代表谐振电感，n为变压器原副边的变比；

步骤3：当U_dcnnU_out时，设置控制开关P1和P2的驱动信号互补，控制开关P3和P4的驱动信号互补，设置控制开关S1和S2的驱动信号互补，控制开关S3和S4的驱动信号互补，控制开关S1和S3的驱动信号互补，设置控制开关P1驱动信号超前S1驱动信号时间为g(t)，P1驱动信号滞后P3驱动信号时间为v(t)，其中：

通过公式(4)计算DAB谐振频率；

步骤4：输出电压指令值U_{out_ref}和实际输出电压U_out经过PI调节器，与U_{out_ref}/I_out相减后得到负载R，H桥单元的直流母线电压U_dcn(t)除以负载R得到输入电流I_in，I_in和U_dcn(t)相乘得到功率P(t)；

步骤5：将计算得到的功率P(t)，分别代入公式(2)或公式(4)求得DAB谐振频率f_s(t)。