延长功率转换器中的电容器寿命的制作方法

本公开涉及通过补偿电压扰动来延长包括有源前端的功率转换器中的电容器寿命。

背景技术：

1、电气装置，诸如可变速驱动器、可调速驱动器或不间断电源，可连接至交流电流(ac)高功率配电系统，诸如电力网。电气装置驱动机器或非机器型负载，为机器或非机器型负载供电，和/或控制机器或非机器型负载。电气装置包括将ac功率转换为直流(dc)功率的电气网络。

技术实现思路

1、在一个方面，一种功率转换器包括：滤波器系统，该滤波器系统包括多个输入节点，每个输入节点被配置为电连接至多相ac电力分配网络的一个相；电气网络，该电气网络包括多个中间节点，每个中间节点电连接至该滤波器系统的一个相，该电气网络被配置为将交流电流(ac)转换为直流电流(dc)，该电气网络包括多个电子开关；dc链路，该dc链路电连接至该电气网络并且被配置为从该电气网络接收该dc电流；和控制系统，该控制系统被配置为：估计该中间节点处的不平衡度量；以及控制该电子开关以补偿所估计的不平衡度量，从而减小该dc电流中的纹波电流的振幅。

2、实施方式可包括下列特征中的一个或多个特征。

3、该不平衡度量可以是电压不平衡量的估计值。

4、该不平衡度量可以包括该中间节点处的负序电压的估计值。该不平衡度量可以包括该负序电压的d轴分量和该负序电压的q轴分量的估计值。

5、该控制系统还可以被配置为：确定在该功率转换器的该中间节点中流动的ac电流的d轴分量；以及确定在该功率转换器的该中间节点中流动的ac电流的q轴分量，并且该控制系统可以基于在该中间节点中流动的该ac电流的d轴分量和在该中间节点中流动的该ac电流的q轴分量来估计该不平衡度量。该控制系统还可以被配置为基于在该中间节点中流动的该ac电流的d轴分量和在该中间节点中流动的该ac电流的q轴分量来估计d轴正序电压分量、q轴正序电压分量、d轴负序电压分量和q轴负序电压分量；并且该控制系统可以基于该d轴正序电压分量、该q轴正序电压分量、该d轴负序电压分量和该q轴负序电压分量来估计该不平衡度量。

6、该电气网络可以包括整流器，并且该多个电子开关中的每个电子开关可以是晶体管。

7、该电气网络可以被配置为将dc功率转换为ac功率，使得该功率转换器是双向功率转换器。

8、在另一方面，一种用于功率转换器的控制系统包括：观测器块，该观测器块被配置为估计有源前端中的电压扰动；第一控制块，该第一控制块被配置为基于能量存储装置的参考电压和该能量存储装置两端的测量的电压来确定dc参考电流；第二控制块，该第二控制块被配置为基于所确定的dc参考电流来确定电压参考；结点，该结点被配置为从所确定的电压参考减去所估计的电压扰动以确定电压控制信号；和第三控制块，该第三控制块被配置为基于该电压控制信号生成开关控制信号，并将该开关控制信号提供给有源前端，以减小由该有源前端产生的整流电流中的纹波电流。

9、实施方式可包括下列特征中的一个或多个特征。

10、该观测器块可以被配置为基于输入至该有源前端的ac电流的d轴和q轴分量来估计该电压扰动，并且该观测器可以基于输入至该有源前端的该ac电流的该d轴和q轴分量来估计该有源前端中的该电压扰动。该电压扰动的该估计值可以包括d轴正序电压分量、q轴正序电压分量、d轴负序电压分量和q轴正序电压分量。

11、该第一控制块可以被配置为基于该dc链路的该参考电压、该dc链路的测量的电压和前馈项来确定该电压参考。

12、该第三控制块可以是空间矢量脉宽调制(svpwm)控制块。

13、在另一方面，估计功率转换器中的电压扰动的正序分量和负序分量，该功率转换器被配置为向能量存储装置提供整流电流；基于所估计的电压扰动和参考电压来确定电压控制信号；基于该电压控制信号估计开关控制信号；并且将该开关控制信号施加到该功率转换器，从而减小提供给该能量存储装置的该整流电流中的纹波电流。

14、该估计的电压扰动可以包括d轴正序电压分量、q轴正序电压分量、d轴负序电压分量和q轴正序电压分量；并且该参考电压可以包括d轴参考电压分量和q轴参考分量。

15、本文描述的任何技术的实施方式可以包括装置、设备、系统和/或方法。一个或多个实施方式的细节在附图和以下说明书中列出。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征将显而易见。

技术特征：

1.一种功率转换器，所述功率转换器包括：

2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述不平衡度量是电压不平衡量的估计值。

3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述不平衡度量包括所述中间节点处的负序电压的估计值。

4.根据权利要求3所述的功率转换器，其中所述不平衡度量包括所述负序电压的d轴分量和所述负序电压的q轴分量的估计值。

5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述控制系统还被配置为：

6.根据权利要求5所述的功率转换器，其中所述控制系统还被配置为基于在所述中间节点中流动的所述ac电流的所述d轴分量和在所述中间节点中流动的所述ac电流的所述q轴分量来估计d轴正序电压分量、q轴正序电压分量、d轴负序电压分量和q轴负序电压分量；并且

7.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述电气网络包括整流器，并且所述多个电子开关中的每个电子开关是晶体管。

8.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述电气网络被配置为将dc功率转换为ac功率，使得所述功率转换器是双向功率转换器。

9.一种用于功率转换器的控制系统，所述控制系统包括：

10.根据权利要求9所述的控制系统，其中所述观测器块被配置为基于输入至所述有源前端的ac电流的d轴和q轴分量来估计所述电压扰动，并且，其中所述观测器基于输入至所述有源前端的所述ac电流的所述d轴和q轴分量来估计所述有源前端中的所述电压扰动。

11.根据权利要求10所述的控制系统，其中所述电压扰动的所述估计值包括d轴正序电压分量、q轴正序电压分量、d轴负序电压分量和q轴正序电压分量。

12.根据权利要求9所述的控制系统，其中所述第一控制块被配置为基于dc链路的所述参考电压、所述dc链路的所述测量的电压和前馈项来确定所述电压参考。

13.根据权利要求9所述的控制系统，其中所述第三控制块是空间矢量脉宽调制(svpwm)控制块。

14.一种方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所估计的电压扰动包括d轴正序电压分量、q轴正序电压分量、d轴负序电压分量和q轴正序电压分量；并且所述参考电压包括d轴参考电压分量和q轴参考分量。

技术总结一种功率转换器，该功率转换器包括：滤波器系统，该滤波器系统包括多个输入节点，每个输入节点被配置为电连接至多相AC电力分配网络的一个相；电气网络，该电气网络包括多个中间节点，每个中间节点电连接至该滤波器系统的一个相，该电气网络被配置为将交流电流(AC)转换为直流电流(DC)，该电气网络包括多个电子开关；DC链路，该DC链路电连接至该电气网络并且被配置为从该电气网络接收该DC电流；和控制系统，该控制系统被配置为：估计该中间节点处的不平衡度量；以及控制该电子开关以补偿所估计的不平衡度量，从而减小该DC电流中的纹波电流的振幅。技术研发人员：李华强受保护的技术使用者：伊顿智能动力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29