Para atender aos requisitos de desempenho de carregamento da bateria de veículos elétricos, o retificador dentro da pilha de carregamento deve ter um bom desempenho de estado estacionário e características de seguimento dinâmicas rápidas. Além disso, a taxa de distorção harmônica da corrente no lado da entrada também deve estar dentro da faixa exigida pela State Grid. O retificador PWM do tipo de tensão trifásico é amplamente utilizado no campo de retificadores dentro de pilhas de carga por causa de sua excelente corrente lateral CA sinusoidal, saída de tensão estável e ajustável no lado CC e pode trabalhar com fator de potência unitário.
O método de controle do retificador PWM do tipo de tensão trifásico determina o desempenho do sistema retificador. Os esquemas de controle da malha externa de tensão e da malha interna de corrente são simples em estrutura, mas quando a indutância do lado CA está saturada, ela terá um impacto maior no sistema de controle e a tensão é externa. A não linearidade do loop também limita a melhoria do desempenho do sistema de controle. O controle direto de potência foi profundamente estudado por acadêmicos nacionais e estrangeiros devido ao seu bom desempenho de resposta dinâmica e alta eficiência. O controle de potência direto tradicional adota a histerese de potência para selecionar o vetor de tensão na tabela de interruptores, ou seja, uma tabela de interruptores precisa controlar a potência ativa e reativa ao mesmo tempo, o que fará com que a frequência de chaveamento seja instável e a saída a tensão CC lateral será grande durante o transiente. Quando a corrente de carga é perturbada, haverá uma certa queda de tensão CC.
Elementos de realização técnica:
Tendo em vista as deficiências do método de controle de retificador PWM acima mencionado, a presente invenção propõe a introdução de controle de corrente contínua para substituir o controle de histerese no sistema de controle do retificador de tipo PWM de tensão trifásica. Além disso, um algoritmo de controle de potência melhorado é proposto no sistema de coordenadas estáticas de duas fases, que elimina o loop de fase bloqueada no lado da grade e o link de desacoplamento no controle de corrente do loop interno, e simplifica o sistema de controle. O controle repetitivo também é adicionado ao sistema de controle, o que reduz a distorção harmônica da corrente do lado da rede e melhora a qualidade da energia do retificador e o desempenho de estado estacionário do sistema de controle.
A fim de alcançar o objetivo do recurso, a solução técnica da presente invenção: um método para controlar um retificador interno de uma pilha de carregamento inclui as seguintes etapas.
1. Construir a estrutura topológica do retificador dentro da pilha de carregamento: retificador tipo PWM de tensão trifásica.
2. Etapas do controle do circuito externo da potência do retificador:
1) Detectar a tensão CA trifásica no lado de entrada do retificador, e transformá-la no valor de tensão sob a coordenada estática bifásica por CLARK;
2) O valor dado da potência ativa no lado da saída é obtido a partir do controle da tensão de saída pelo loop externo da potência. Em primeiro lugar, a diferença entre o valor de tensão real no lado da saída e a tensão fornecida é controlada por integração proporcional e, em seguida, multiplicada pela tensão de saída para calcular a potência ativa
3) De acordo com a definição de potência complexa, a potência ativa e a potência reativa do lado da rede da fase do retificador no sistema de coordenadas estáticas bifásicas podem ser expressas pela tensão e corrente no sistema de coordenadas estáticas bifásicas, respectivamente . A tensão no lado de entrada do retificador foi detectada e transformada em uma tensão em um sistema de coordenadas estacionário bifásico. O valor de referência de potência ativa instantânea é dado pelo loop externo da tensão de saída. Para fazer o retificador trabalhar com fator de potência unitário, o valor dado de potência reativa é zero. Então, o valor dado do valor da corrente do loop interno pode ser calculado.
3. Etapas de controle de loop interno da corrente do retificador:
1) A corrente CA trifásica no lado da entrada do retificador de detecção é transformada no valor da corrente sob as coordenadas estáticas bifásicas por CLARK, que é usado como o valor atual da corrente no lado da entrada do retificador;
2) O valor da corrente de referência no sistema de coordenadas estáticas bifásicas calculado pelo loop externo da potência do retificador é subtraído do valor da corrente real no lado da entrada, e o controle repetido e o controle de ressonância proporcional são executados;
3) A fim de melhorar o desempenho anti-interferência do sistema, o controle feedforward da tensão do lado da grade é adicionado para gerar o vetor de tensão do sistema de controle e o sinal de acionamento do dispositivo de comutação do retificador é enviado através modulação vetorial de tensão espacial (SVPWM).
A presente invenção tem os seguintes efeitos benéficos:
Comparado com o controle de potência direto tradicional, o sistema de controle elimina o loop de bloqueio de fase, reduz o erro do link de fase de detecção e melhora a precisão do controle. Além disso, o loop interno controla diretamente o desvio entre o valor de detecção atual e o valor dado, o que pode realizar o sinal de comando de rastreamento rápido atual e melhorar o desempenho dinâmico do retificador PWM. Em vista dos problemas de baixa estabilidade e distorção de corrente de grade causada por parâmetros de sistema de controle, efeitos de zona morta e desequilíbrio de tensão de grade, um link repetitivo é adicionado ao controle de corrente de loop interno, o que pode evitar interferência periódica do sistema e melhorar ainda mais Controle a estabilidade do sistema e reduza os componentes harmônicos da corrente lateral CA. O controle de corrente é baseado em um sistema de coordenadas estáticas, e a corrente pode ser controlada de forma independente sem desacoplamento feedforward. Portanto, o controle composto de ressonância proporcional e controle repetitivo no sistema de controle do retificador PWM trifásico pode alcançar boas características estáticas e desempenho de rastreamento dinâmico rápido.
