【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力电子设计领域，特别涉及一种直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块。
技术介绍
1、pwm整流装置广泛应用于可控电源、变频器、永磁发电机等领域，其中，电压型pwm整流器，因其结构简单、具有双向能量传递能力等优势，在中、大功率应用中成为主流。
2、然而，电压型pwm整流器因其固有特点，当其直流侧发生短路时，如果封锁开关器件的驱动脉冲，其反并联二极管仍将承受短路电流，因而不能依靠封锁pwm脉冲实现对器件的有效保护。
3、现有技术采用增大反并联二极管通流能力的方案，在器件承受一定时间短路电流的前提下，依赖上级断路器动作跳闸实现保护。由于短路电流通常较正常运行的额定电流可达到4至10倍之多，上述方案将导致装置体积较大，且器件利用率较低。
技术实现思路
1、针对上述问题，提出了一种直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块。
2、本专利技术的技术方案为：一种直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块，包括依次连接的电压型pwm整流桥、限流单元、续流单元以及采样及控制单元；
3、所述电压型pwm整流桥，由数个半桥支路并联再与母线支撑电容并联而成，每个半桥支路由两只开关器件串联构成，每个半桥支路的串联连接点接对应的交流输入端；所述母线支撑电容两端输出直流电进入限流单元；
4、所述限流单元，包含一只开关器件及其并联的反向保护二极管；
5、所述续流单元，包含一只二极管；
6、所述电
7、所述续流单元的二极管并联在电压型pwm整流模块的输出正负两端，续流单元的二极管的阳极接输出端dc-，续流单元的二极管的阴极接输出端dc+；
8、所述采样及控制单元，包含交流侧pwm控制器以及直流侧限流及保护控制器；所述采样及控制单元分别采集电压型pwm整流桥的交流输入端的电流及电压信号，并将采集信号送至交流侧pwm控制器；
9、所述采样及控制单元采集电压型pwm整流模块的输出端dc+输出的电流信号以及输出端dc+及输出端dc-之间的电压信号，并将采集信号送至交流侧pwm控制器、直流侧限流及保护控制器；
10、所述交流侧pwm控制器输出控制信号至电压型pwm整流桥，控制电压型pwm整流桥中开关器件的开通或关断；
11、所述直流侧限流及保护控制器输出控制信号至限流单元，控制限流单元的开关器件的开通或关断。
12、优选的，所述电压型pwm整流桥由2个半桥支路并联组成，则为单相全桥pwm整流；所述电压型pwm整流桥由3个半桥支路组成，则为三相半桥pwm整流。
13、所述直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块的控制方法，所述交流侧pwm控制器采用整流控制方法，通过直流电压闭环、交流电流闭环以及解耦控制，最终生成电压型pwm整流桥控制信号。
14、进一步，所述直流侧限流及保护控制器，对实时采集的直流侧电流信号进行判断：当直流侧电流值小于限流点电流值i1时，控制限流单元的开关器件持续导通；当直流侧电流值大于等于限流点电流值i1，且小于短路保护点电流值i2时，控制限流单元的开关器件以占空比d的pwm模式间断导通；当直流侧电流值大于等于短路保护点电流值i2，控制限流单元的开关器件关断。
15、进一步，所述限流点电流值i1<短路保护点电流值i2；0<d<1；所述限流点电流值i1：根据电压型pwm整流模块过载运行要求进行设定；所述保护点电流值i2：根据电压型pwm整流模块通流能力，保护器件不至因过电流而损坏进行设定。
16、进一步，所述占空比d的pwm模式由滞环比较器获得：
17、令滞环宽度为h，当pwm为高电平，限流单元开关器件导通时，直流侧负载获得电压，电流上升，直至直流侧电流上升至i1+0.5h，控制pwm置低电平，限流单元开关器件关断；则直流侧负载失去电压，电流下降，直至直流侧电流下降至i1-0.5h，再次控制pmw置高电平，限流电源开关器件导通，如此循环，则将直流侧电流限制在i1±0.5h的滞环范围内。
18、进一步，所述占空比d的pwm模式由pi控制器获得：pi控制器的输入为限流点电流值i1减去直流侧电流值的差值，输出为pwm占空比d，差值越小，占空比越小。
19、本专利技术的有益效果在于：本专利技术直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块，通过在普通的电压型pwm变流器直流侧串联限流单元、并联续流单元，辅以合适的限流及保护策略，实现对电压型pwm变流器器件的有效保护，并具备限流运行的功能。仅增加了少量的器件，而有效克服原有技术的缺点，提升了安全性，拓展了应用范围。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块，其特征在于，包括依次连接的电压型PWM整流桥、限流单元、续流单元以及采样及控制单元；
2.如权利要求1所述直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块，其特征在于，所述电压型PWM整流桥由2个半桥支路并联组成，则为单相全桥PWM整流；所述电压型PWM整流桥由3个半桥支路组成，则为三相半桥PWM整流。
3.如权利要求1所述直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块的控制方法，其特征在于，所述交流侧PWM控制器采用整流控制方法，通过直流电压闭环、交流电流闭环以及解耦控制，最终生成电压型PWM整流桥控制信号。
4.如权利要求3所述直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块的控制方法，其特征在于，所述直流侧限流及保护控制器，对实时采集的直流侧电流信号进行判断：当直流侧电流值小于限流点电流值I1时，控制限流单元的开关器件持续导通；当直流侧电流值大于等于限流点电流值I1，且小于短路保护点电流值I2时，控制限流单元的开关器件以占空比D的PWM模式间断导通；当直流侧电流值大于等于短路保护点电流值
5.如权利要求4所述直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块的控制方法，其特征在于，所述限流点电流值I1<短路保护点电流值I2；0<D<1；所述限流点电流值I1：根据电压型PWM整流模块过载运行要求进行设定；所述保护点电流值I2：根据电压型PWM整流模块通流能力，保护器件不至因过电流而损坏进行设定。
6.如权利要求4或5所述直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块的控制方法，其特征在于，所述占空比D的PWM模式由滞环比较器获得：
7.如权利要求4或5所述直流侧限流运行及短路保护的电压型PWM整流模块的控制方法，其特征在于，所述占空比D的PWM模式由PI控制器获得：PI控制器的输入为限流点电流值I1减去直流侧电流值的差值，输出为PWM占空比D，差值越小，占空比越小。
...【技术特征摘要】
1.一种直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块，其特征在于，包括依次连接的电压型pwm整流桥、限流单元、续流单元以及采样及控制单元；
2.如权利要求1所述直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块，其特征在于，所述电压型pwm整流桥由2个半桥支路并联组成，则为单相全桥pwm整流；所述电压型pwm整流桥由3个半桥支路组成，则为三相半桥pwm整流。
3.如权利要求1所述直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块的控制方法，其特征在于，所述交流侧pwm控制器采用整流控制方法，通过直流电压闭环、交流电流闭环以及解耦控制，最终生成电压型pwm整流桥控制信号。
4.如权利要求3所述直流侧限流运行及短路保护的电压型pwm整流模块的控制方法，其特征在于，所述直流侧限流及保护控制器，对实时采集的直流侧电流信号进行判断：当直流侧电流值小于限流点电流值i1时，控制限流单元的开关器件持续导通；当直流侧电流值大于等于限流点电流值i1，且小于短路保...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，李姗，杨晟飞，丁妍，陈茂才，曹阳，黄超，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：
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