[发明专利]三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法

说明书

本发明公开了一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法，所述方法包括：根据输入侧和输出侧有功功率平衡，以及输入侧电压电流得到输入侧有功功率，由输出侧有功功率以及直流侧电压并经低通滤波器得到整流器直流侧电流的直流分量；输入侧有功功率与直流电压的比值，减去直流分量，得到电容电流；将电容的充放电方程根据一阶欧拉法离散化，基于最小二乘法，进行电容容量的辨识。本发明在直流侧负载大小未知且不添加额外传感器的情况下进行直流母线电容电流的重构并辨识电容容量，从而完成控制系统的参数设计，启动PWM的整流运行。

技术领域

本发明涉及电力电子技术的拓扑及控制技术领域，尤其涉及一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法。

背景技术

传统汽车行业的发展给人们的出行带来了极大便利，而随着世界人均汽车占有量的不断提高，煤炭、石油等化石能源的过度使用，环境污染、能源危机和资源短缺等问题日趋严重。新能源汽车作为环境友好型汽车，以可再生能源为动力源，可以实现清洁零污染排放运行，在世界能源结构转型的大背景下，得到了广泛关注。电动汽车充电技术也成为研究的热点。在车载充电系统的PWM(脉冲宽度调制)整流器的直流母线电容容量对于系统的运行控制来说至关重要。

电容容量的改变会影响系统的动态特性、直流环节的电压控制和系统的稳定性。此外，电容器也是有一定使用寿命的，会影响到整个系统的使用。一般认为，当电容容量比初始值减小20％以上或ESR(等效串联电阻)增大超过初始值的两倍时，电容的寿命即为终止。电容参数的辨识也可为此提供参考依据。不在车载充电系统中加装额外的电流传感器，而且直流母线负载大小也并不已知，在较长时间的不同工况下，要实现车载充电系统直流母线电容容量变化情况下的稳定运行，就必须解决此情况下的电容容量辨识问题。

发明内容

本发明提供了一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法，本发明在直流侧负载大小未知且不添加额外传感器的情况下进行直流母线电容电流的重构并辨识电容容量，从而完成控制系统的参数设计，启动PWM的整流运行，详见下文描述：

一种三相PWM整流器直流母线电容电流重构及容量辨识方法，所述方法包括：

根据输入侧和输出侧有功功率平衡，以及输入侧电压电流得到输入侧有功功率，由输出侧有功功率以及直流侧电压并经低通滤波器得到整流器直流侧电流的直流分量；

输入侧有功功率与直流电压的比值，减去直流分量，得到电容电流；

将电容的充放电方程根据一阶欧拉法离散化，基于最小二乘法，进行电容容量的辨识。

其中，所述方法还包括：

获取到直流侧母线电容容量之后，根据传递函数，进行电压环的控制参数整定计算。

进一步地，所述方法还包括：

根据三相PWM整流器的数学模型，基于最小二乘法进行电容容量的再次辨识。

其中，所述电容容量的辨识具体为：

其中，i_C(k)为当前时刻电容电流；C为电容容量；U_dc(k+1)为下一时刻直流侧母线电压；U_dc(k)为当前时刻直流侧母线电压；T_s为采样周期；k为当前时刻。

进一步地，所述整流器直流侧输出电流可以直接表示为：

i_dc＝i_as_a+i_bs_b+i_cs_c