本發明專利技術提供三相單級式多腔并聯電能變換裝置，包括，AC/DC變換電路，其輸入端口連接三相交流電，所述AC/DC變換電路的輸出端口包括第一端子、第二端子和第三端子；DC/DC變換電路，包括至少三個整流單元，所述整流單元的第一輸入端與經過第一開關與所述第一端子連接，所述整流單元的第一輸入端經過第二開關與所述第二端子連接，所述整流單元的第一輸入端連過第三開關與所述第三端子連接，多個所述整流單元的輸出端口并聯。本發明專利技術電能變換裝置實現功率因數校正和輸出電流或電壓調節，提高了電能變換裝置的可靠性、轉換效率和功率密度。轉換效率和功率密度。轉換效率和功率密度。
【技術實現步驟摘要】
三相單級式多腔并聯電能變換裝置及控制方法
[0001]本專利技術屬于電能變換領域，具體涉及一種。三相單級式多腔并聯電能變換裝置及控制方法
技術介紹
[0002]隔離型AC/DC變換器通常采用兩級式結構，前級采用三相PFC變換器結構，完成三相電流控制任務，應付各種電網畸變問題，保證電網電能質量，后級采用隔離型DCDC結構，實現供電側和用電側之間的電氣隔離，在不同負載條件下實現輸出電壓穩定。但由于是兩級功率變換，該結構存在變換效率低，成本高等缺點。另外，兩級式結構還需要體積龐大母線電容器(通常采用便宜且壽命短的電解電容)來緩沖前后級變換器的能量，這會降低變換器的可靠性，并限制其功率密度的優化。
[0003]相比于兩級式結構，單級式ACDC變換器結構可通過減少能量變換等級和移除中間直流母線電容來提高整體效率和變換器的功率密度，更符合于當前AC/DC電源設備的設計要求。
[0004]已知技術中，通過復雜的控制策略也可實現單級式ACDC能量變換，但無法保證在全負載條件下所有開關管實現軟開關，限制了這類變換器的推廣應用。
技術實現思路
[0005]為了解決
技術介紹
中的技術問題，并進一步提高三相單級式電能變換裝置的功率，本專利技術主要采用以下技術方案：
[0006]三相單級式多腔并聯電能變換裝置，包括，
[0007]AC/DC變換電路，其輸入端口連接三相交流電，所述AC/DC變換電路的輸出端口包括第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子輸出所述三相交流電的正向最大值，所述第二端子輸出三相交流電的中間值，所述第三端子輸出三相交流電的反向最大值，
[0008]DC/DC變換電路，與所述AC/DC變換電路的輸出端連接，包括，至少三個整流單元，所述整流單元的第一輸入端與經過第一開關與所述第一端子連接，所述整流單元的第一輸入端經過第二開關與所述第二端子連接，所述整流單元的第一輸入端連過第三開關與所述第三端子連接，多個所述整流單元的輸出端口并聯。
[0009]上述AC/DC變換電路包括，三相整流單元，所述三相整流單元包括A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊，所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊并聯，所述三相交流電分別與所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊的橋臂中點連接，所述AC/DC變換電路還包括A相雙向開關、B相雙向開關和C相雙向開關，所述A相雙向開關、B相雙向開關和C相雙向開關的一端分別與所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊的橋臂中點連接，另一端并聯后為第二端子，三相交流電的A相、B相和C相分別與所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊的橋臂中點連接。
[0010]上述整流單元包括變壓器和整流模塊，所述整流模塊的輸入端口與所述變壓器的
副邊繞組并聯，所述整流單元的輸出端口為所述整流模塊的輸出端口，所述變壓器的原邊繞組與所述整流單元的第一和第二輸入端串聯連接。
[0011]上述整流模塊還包括電感，所述變壓器的原邊繞組串聯所述電感后與所述整流單元的第一和第二輸入端串聯連接。
[0012]上述整流模塊還包括電容，所述變壓器的原邊繞組串聯所述電容后與所述整流單元的第一和第二輸入端串聯連接。
[0013]本專利技術還提供三相單級式多腔并聯電能變換裝置的控制方法，包括，
[0014]步驟T01采樣所述三相交流電，比較每相交流電的電壓絕對值，電壓絕對值為最大值的相位為第一相位、電壓絕對值為中間值的相位為第二相位以及電壓絕對值為最小值的相位為第三相位；
[0015]步驟T02關斷第一相位和第二相位連接的所述雙向開關，閉合第三相位連接的所述雙向開關，所述雙向開關為所述A相雙向開關、B相雙向開關和C相雙向開關中任意一者；
[0016]步驟T03采樣輸出電流，并與輸出電流參考值進行調節生成第一參考值，所述第一參考值與三相交流電的第二相位電壓相乘生成該相位電流的參考值，并和該相位電流的采樣值進行調節生成第一占空比，所述第一占空比用于控制所述第一開關、第二開關和第三開關；
[0017]步驟T04所述第一參考值與三相交流電的第一相位電壓相乘生成該相位電流的參考值，并和該相位電流的采樣值進行調節后生成開關周期，所述開關周期用于控制所述第一開關、第二開關和第三開關。
[0018]進一步包括步驟T05多個所述整流單元交錯并聯，將與第一相位連接的所述第一開關或第三開關導通，導通半個開關周期后關斷，再將與第二相位連接的第一開關或第三開關導通，導通時長為第一占空比與半個開關周期的乘積，該開關周期中剩余的時間所述第二開關導通。
[0019]本專利技術利用DC/DC變換電路的寬增益特性調節輸出電壓或電流以及三相輸入電流，并利用多個并聯的整流單元提高電路的功率等級和抑制諧波電流。利用AC/DC變換電路將三個相電壓變為三個線電壓，來應對畸變且不平衡的電網情況。
附圖說明
[0020]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對本專利技術實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域的技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本專利技術的三相單級式多腔并聯電能變換裝置第一實施例的原理框圖。
[0022]圖2為本專利技術的三相單級式多腔并聯電能變換裝置第二實施例的原理框圖。
[0023]圖3為圖1所示實施例的第一具體實施例。
[0024]圖4為圖1所示實施例的第二具體實施例。
[0025]圖5為圖1所示實施例的第三具體實施例。
[0026]圖6為圖1所示實施例的第四具體實施例。
[0027]圖7為圖1
?
圖6中AC/DC變換電路中關鍵點波形圖。
[0028]圖8為三相單級式多腔并聯電能變換裝置的控制方法流程圖。
[0029]圖9為圖8控制方法用于控制圖5所示所示實施例中DC/DC變換電路的關鍵點波形圖。
具體實施方式
[0030]下面將結合本專利技術實施例的附圖，對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0031]圖1所示為本專利技術的三相單級式多腔并聯電能變換裝置第一實施例的原理框圖，三相交流電u
A
u
B
u
C
輸入至AC/DC變換電路11，AC/DC變換電路11輸出直流電至端子PYN，DC/DC變換電路12對端子PYN的電能進行變換輸出電壓Vo至負載。DC/DC變換電路12調節輸出電壓Vo和三相輸入電流i
A
i
B
i
C
，或者調節輸出電流Io和三相輸入電流i
A
i
B
i
C
。
[0032]所述AC/DC變換電路本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.三相單級式多腔并聯電能變換裝置，其特征在于，包括，AC/DC變換電路，其輸入端口連接三相交流電，所述AC/DC變換電路的輸出端口包括第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子輸出所述三相交流電的正向最大值，所述第二端子輸出三相交流電的中間值，所述第三端子輸出三相交流電的反向最大值，DC/DC變換電路，與所述AC/DC變換電路的輸出端連接，包括，至少三個整流單元，所述整流單元的第一輸入端與經過第一開關與所述第一端子連接，所述整流單元的第一輸入端經過第二開關與所述第二端子連接，所述整流單元的第一輸入端連過第三開關與所述第三端子連接，多個所述整流單元的第二輸入端并聯，多個所述整流單元的輸出端口并聯。2.根據權利要求1所述的三相單級式多腔并聯電能變換裝置，其特征在于，所述AC/DC變換電路包括，三相整流單元，所述三相整流單元包括A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊，所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊并聯，所述三相交流電分別與所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊的橋臂中點連接，所述AC/DC變換電路還包括A相雙向開關、B相雙向開關和C相雙向開關，所述A相雙向開關、B相雙向開關和C相雙向開關的一端分別與所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊的橋臂中點連接，另一端并聯后為第二端子，三相交流電的A相、B相和C相分別與所述A相橋臂模塊、B相橋臂模塊和C相橋臂模塊的橋臂中點連接。3.根據權利要求2所述的三相單級式多腔并聯電能變換裝置，其特征在于，所述整流單元包括變壓器和整流模塊，所述整流模塊的輸入端口與所述變壓器的副邊繞組并聯，所述整流單元的輸出端口為所述整流模塊的輸出端口，所述變壓器的原邊繞組與所述整流單元的第一和第二輸入端串聯連接。4.根據權利要求3所述的三相單級式多腔并聯電能變換裝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李想，徐明，胡海兵，孫巨祿，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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