[发明专利]一种电流源型变换器装置、降阶控制装置和方法

说明书

本发明公开一种电流源型变换器装置、降阶控制装置及降阶控制方法。电流源型变换器装置包括：电流源、电流源型变换器、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感和负载；所述电流源与所述电流源型变换器的输入侧相连；所述电流源型变换器的输出侧的第一端与所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端均连接，所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端和所述负载的第一端连接；所述电流源型变换器的输出侧的第二端与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述负载的第二端均连接。本发明系统设计简单，稳定裕度大，系统输出电压波形质量高。

技术领域

本发明涉及变换器领域，特别是涉及一种电流源型变换器装置、降阶控制装置和方法。

背景技术

电流源变换器在特定应用中具有明显的优势，包括良好的短路保护能力，以提高系统可靠性，系统输出端采用电容滤波器，降低电磁干扰。为得到高质量的输出电压，现有技术中公开了一种电压调节器，比例谐振(PR)调节器，实现CSI输出电压的零稳态误差控制；还公开了一种voltage-controlled current modulation(VCCM)数字同步调制技术，通过采用这种改进的调制算法来减小输出电压失真；还公开了一种用于三相单级电流源型逆变器的改进Phasor Pulse Width Modulation(PPWM)方法，实现了电压调节小于5％以及负载电流总谐波畸变率小于5％的目标。以上三种方案实现较为复杂。现有技术中还涉及一种电压调节器设计方法，用于计算系统可实现的最大PI和PR控制器的增益。

根据上述方案可以看出，系统电压控制方案的研究主要是从调制算法和调节器结构方面入手，没有考虑系统输出滤波器的特性，系统参数设计较为复杂。因此，电流源型变换器从电路结构和控制策略上都亟需一种改进的方案，既可以简化系统设计过程，同时保证输出电压波形质量，提高系统性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流源型变换器装置、降阶控制装置和方法，以提高输出波形的质量，提高系统性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电流源型变换器装置，包括：电流源、电流源型变换器、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感和负载；

所述电流源与所述电流源型变换器的输入侧相连；所述电流源型变换器的输出侧的第一端与所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端均连接，所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端和所述负载的第一端连接；所述电流源型变换器的输出侧的第二端与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述负载的第二端均连接。

可选的，所述第一电容的容值为k_CC，所述第二电容的容值为(1-k_C)C，所述第一电感的感值为k_LL，所述第二电感的感值为(1-k_L)L，其中k_C为容值系数，k_L为感值系数，所述容值系数k_C和感值系数k_L满足关系k_C＝1-k_L。

本发明还提供一种降阶控制装置，包括：电流源、电流源型变换器、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、负载、电压检测装置、调节器和脉冲宽度调制装置；

所述电流源与所述电流源型变换器的输入侧相连；所述电流源型变换器的输出侧的第一端与所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端均连接，所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端和所述负载的第一端连接；所述电流源型变换器的输出侧的第二端与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述负载的第二端均连接；