電能回饋裝置與二極管整流裝置并聯(lián)研究
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
由基爾霍夫電壓定律可知：
uVD2+uNO-uu=0， -uVD1+Udc+uNO-uu=0 (5)
式中：uVD2，uVD1分別為二極管VD2，VD1兩端反向壓降。
將式(1)，(3)代入式(5)可得：
若uVD10，則VD1導(dǎo)通；若uVD20，則VD2導(dǎo)通。由式(6)可知，隨著Sa，Sb，Sc和θ的變化，uVD2，uVD1的值隨時(shí)會(huì)小于零，例如當(dāng)Sa= 0，Sb=0，Sc=0，θ=1．5π時(shí)，uVD2=-Em，VD2導(dǎo)通；當(dāng)Sa=1，Sb=1，Sc=1，θ=0．5π時(shí)，uVD1=-Em，VD1導(dǎo)通。VD1，VD2一旦導(dǎo)通，將會(huì)有很大的脈沖電流通過(guò)。同理可分析v相和w相二極管的情況。
綜上所述，二極管整流裝置中的脈沖電流是由三相電能回饋裝置和二極管整流裝置并聯(lián)這種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)造成的，與電流回饋控制算法無(wú)關(guān)，若不改進(jìn)這種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這個(gè)問題就無(wú)法解決。以下是針對(duì)此問題提出的一種解決方案。
由式(1)，(6)可得：
uCD2=Emsinθ-uNO，uVD1=Udc+uNO-Emsinθ (7)
要使VD1，VD2無(wú)脈沖電流流過(guò)，則必須使VD1，VD2處在截止?fàn)顟B(tài)，即uVD1≥0，uVD2≥0，代入式(7)可求出滿足條件的uNO為：
Em-Udc≤uNO≤-Em (8)
將式(8)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，則可求出使VD1，VD2無(wú)脈沖電流的條件為：
uNO≤-Em，Udc≥2Em (9)
將LCL濾波器中兩組濾波電容Cf1，Cf2的另一端接在直流母線上，可滿足式(9)，如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/175878.htm
根據(jù)圖3對(duì)電能回饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)后，啟動(dòng)裝置且電機(jī)停止工作時(shí)，電網(wǎng)通過(guò)兩組二極管快速對(duì)直流母線電容充電，Udc升至537 V左右，此時(shí)電網(wǎng)繼續(xù)對(duì)Cf1，Cf2充電。電網(wǎng)正半波電壓通過(guò)VD1，VD3，VD5對(duì)Cf1繼續(xù)充電，使P點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)電位uPO最高達(dá)Em，即310 V；電網(wǎng)負(fù)半波電壓通過(guò)VD2，VD4，VD6對(duì)Cf2繼續(xù)充電，使uNO最高達(dá)-Em，即-310 V。故Udc最高達(dá)2Em，即620 V，正好滿足式(9)，從而保證VD1，VD2可靠截止，無(wú)脈沖電流流過(guò)。其余兩相分析同理。
當(dāng)電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)耗電狀態(tài)時(shí)，Cf1，Cf2因電容很小，不能作為儲(chǔ)能電容為電機(jī)提供電能，故Udc電壓基本維持在537 V左右，此時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工作方式與僅有二極管整流裝置時(shí)完全一樣。
當(dāng)電機(jī)處在再生制動(dòng)或被負(fù)載倒拖時(shí)，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，Udc升高，當(dāng)Udc高于620 V時(shí)，才能滿足式(9)條件，二極管整流裝置才會(huì)完全被截止，無(wú)脈沖電流流過(guò)。故設(shè)置Udc=2Em為電能回饋裝置的門檻電壓，僅當(dāng)Udc>620 V時(shí)，電能回饋裝置才會(huì)進(jìn)入回饋狀態(tài)。此時(shí)，uPO會(huì)圍繞Udc／2上下波動(dòng)，uNO會(huì)圍繞-Uac／2上下波動(dòng)，其平均值為：
式(10)仍滿足式(9)條件，故Udc>2Em，電能回饋裝置進(jìn)入回饋狀態(tài)后，能保證二極管整流裝置完全被截止，有脈沖電流流過(guò)。由式(10)可知，改進(jìn)后拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，uNO與式(4)不再符合，因此，矢量控制不再適合作為電流回饋電網(wǎng)控制。同時(shí)，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/滯環(huán)電流">滯環(huán)電流控制能以三相指令電流為參考對(duì)回饋電流進(jìn)行跟蹤控制，且三相電流的控制是相互獨(dú)立的，故此時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只有滯環(huán)電流控制適合于電能回饋控制。在改進(jìn)后拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，電能回饋裝置進(jìn)入電流回饋電網(wǎng)狀態(tài)后，uPO，uNO發(fā)生變化，如式(10)所示，c1點(diǎn)相對(duì)O點(diǎn)電位uc1O=Emsinθ，故可得濾波電容組的電壓范圍為：
uPc1≤400V+Em，uc1N≤400V+Em (11)
可見，Cf1，Cf2的電壓等級(jí)最少為Em+400V。
評(píng)論