一种无环流的并联整流回馈控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及到整流回馈电路/装置技术设备领域，尤其涉及到一种无环流的并联整流回馈控制装置。


背景技术：

2.整流/回馈装置，用于为系统提供一定功率的直流电源，在电路能量回馈到电网时，能够使得电压在规定范围内仍保持稳定。能量通过母线及回馈装置直接回馈到电网，以达到节能、提高设备运行可可靠性、减少设备维护量和设备占地面积等目的。
3.在大功率的应用场合，整流回馈装置为实现可控直流和可控交流之间的相互转换，一般会用两台整流回馈装置并联，以扩大功率实现。如：两台250kw的整流回馈装置并联，实现500kw的整流回馈应用，由于250kw的整流回馈装置在开发周期、器件成本上均会比500kw的整流回馈装置要少，因此很为实用。
4.但两台整流回馈装置并联会产生环流，这种环流会影响到两台整流回馈装置的稳定性，如：电流不均衡，一台装置的电流会过大，另一台装置的电流会过小，进而导致设备损坏，或是报过流保护导致不能并联使用。
5.因此，亟需一种能够解决上述一种或多种问题的无环流的并联整流回馈控制装置。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的一种或多种问题，本实用新型提供了一种无环流的并联整流回馈控制装置。本实用新型为解决上述问题采用的技术方案是：一种无环流的并联整流回馈控制装置，其包括：控制器，所述控制器用于执行电流、电压和整流回馈并联控制；
7.整流回馈电路，所述整流回馈电路与直流母线端、三相端电连接，所述整流回馈电路设置有两个，分别记为：第一整流回馈电路和第二整流回馈电路，与所述第一整流回馈电路电连接的所述控制器记为主机，与所述第二整流回馈电路电连接的所述控制器记为从机，所述主机与所述从机通过端口进行通讯，所述第一整流回馈电路与所述第二整流回馈电路并联；
8.所述整流回馈电路包括：电容支路、igbt支路；
9.所述电容支路包括：第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容串联，所述电容支路与直流母线端并联；
10.所述igbt支路包括：第一igbt支路、第二igbt支路和第三igbt支路，所述第一igbt支路、所述第二igbt支路、所述第三igbt支路互相之间并联连接，所述igbt支路与所述电容支路并联；
11.所述第一igbt支路包括：第一igbt和第二igbt，所述第一igbt与所述第二igbt串联；
12.所述第二igbt支路包括：第三igbt和第四igbt，所述第三igbt与所述第四igbt串
联；
13.所述第三igbt支路包括：第五igbt和第六igbt，所述第五igbt与所述第六igbt串联；
14.三相端的a相端与所述第一igbt的输出端、所述第二igbt的输入端电连接，三相端的b相端与所述第三igbt的输出端、所述第四igbt的输入端电连接，三相端的c相端与所述第五igbt的输出端、所述第六igbt的输入端电连接；
15.三相端的a、b、c相分别电连接有电流传感器，所述电流传感器与所述控制器电连接；
16.所述控制器与所述第一、二、三、四、五、六、七、八igbt的栅极、直流母线端、三相端电连接。
17.在一些实施例中，所述整流回馈电路还设置有：功率因数电路，所述功率因数电路并联在三相端，所述功率因数电路包括：第三电容、第四电容和第五电容，所述第三电容的第一端与所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端电连接，所述第三电容的第二端与三相端的a相电连接，所述第四电容的第二端与三相端的b相电连接，所述第五电容的第二端与三相端的c相电连接。
18.在一些实施例中，所述整流回馈电路还设置有：三相电抗器，所述三相电抗器电连接在三相端。
19.在一些实施例中，所述主机与所述从机通过rj45网口进行通讯，所述rj45网口的信号输出端和输入端，分别电连接有隔离用的高速光耦。
20.在一些实施例中，所述控制器为mcu。
21.本实用新型取得的有益价值是：本实用新型通过所述主机和所述从机分别控制两个整流回馈电路，进而控制电路内部的igbt的启闭，通过控制igbt的启闭以消除环流的产生，所述主机与所述从机互相通讯以形成有效的控制和反馈；两个整流回馈电路的并联使用，既实现了可控直流和可控交流的相互转换，还实现了扩大功率的目的，并且制造、使用成本相对大功率整流回馈电路要更低，通过消除环流的产生，以保障设备的正常运行。以上极大地提高了本实用新型的实用价值。
附图说明
22.图1为整流回馈电路与控制器的原理图；
23.图2为作为主机使用的控制器的原理图；
24.图3为作为从机使用的控制器的原理图；
25.图4为两个整流回馈电路的并联原理图；
26.图5为三相电网状态信号与三相电网的正半波、负半波、过零点在使用时的一种组合状态示意表格。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技
术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例限制。
28.需要指出的是，结合图4所示，两个整流回馈电路并联时产生环流的原因是：以a相为例，两个整流回馈电路在工作时，mcu控制器会控制igbt t1-t6脉宽导通工作，若主机的igbt t1导通，同时，从机的igbt t2也导通，则电流从正极经过主机的igbt t1、电抗器l1、从机的igbt t2流行直流母线的负极端，产生环流；若主机的igbt t2导通，同时，从机的igbt t1导通，同理可知，也会产生环流。依上述可知，b、c两相的环流也是这样产生的。
29.如图1-图4所示，本实用新型公开了一种无环流的并联整流回馈控制装置，其包括：控制器，所述控制器用于执行电流、电压和整流回馈并联控制，所述控制器为mcu；
30.整流回馈电路，所述整流回馈电路与直流母线端dc、三相端abc电连接，所述整流回馈电路设置有两个，分别记为：第一整流回馈电路和第二整流回馈电路，与所述第一整流回馈电路电连接的所述控制器记为主机，与所述第二整流回馈电路电连接的所述控制器记为从机，所述主机与所述从机通过端口进行通讯，所述第一整流回馈电路与所述第二整流回馈电路并联，在使用时，先确定并连接所述主机和所述从机；
31.所述整流回馈电路包括：电容支路、igbt支路；
32.所述电容支路包括：第一电容c1和第二电容c2，所述第一电容c1和所述第二电容c2串联，所述电容支路与直流母线端并联；
33.所述igbt支路包括：第一igbt支路、第二igbt支路和第三igbt支路，所述第一igbt支路、所述第二igbt支路、所述第三igbt支路互相之间并联连接，所述igbt支路与所述电容支路并联；
34.所述第一igbt支路包括：第一igbt t1和第二igbt t2，所述第一igbt t1与所述第二igbt t2串联；
35.所述第二igbt支路包括：第三igbt t3和第四igbt t4，所述第三igbt t3与所述第四igbt t4串联；
36.所述第三igbt支路包括：第五igbt t5和第六igbt t6，所述第五igbt t5与所述第六igbt t6串联；
37.三相端的a相端与所述第一igbt t1的输出端、所述第二igbt t2的输入端电连接，三相端的b相端与所述第三igbt t3的输出端、所述第四igbt t4的输入端电连接，三相端的c相端与所述第五igbt t5的输出端、所述第六igbt t6的输入端电连接；
38.三相端的a、b、c相分别电连接有电流传感器h1、h2、h3，所述电流传感器与所述控制器电连接；
39.所述控制器与所述第一、二、三、四、五、六、七、八igbt的栅极、直流母线端、三相端电连接。
40.特别地，结合图1所示，所述整流回馈电路中的igbt t1-t6均电连接有续流二极管t1d-t6d，续流二极管可为igbt自带的。
41.需要说明的是，所述主机和所述从机通过rj45网口进行通讯，所述rj45网口的信号输出端和输入端，分别电连接有隔离用的高速光耦。所述控制器采样直流母线dc端的电压vdc，通过所述电流传感器采样三相电流ia、ib、ic，采样三相电网电压va、vb、vc，进而实现直流电压和三相交流电压、电流的控制。所述控制器设置有两个rj45网口，以便作为主机
或从机使用，同时，实现两个所述整流回馈电路的并联控制。特别地，所述电流传感器为霍尔电流传感器h1、h2、h3。
42.结合图1-图3所示，图2的rj45接图1的mcu控制器的master端口，图2中的1为ov地，2为a即rs485通讯的正极，3为b即rs485通讯的负极，a、b为通讯端口，采用抗干扰能量很强的查分信号来传输信号，如：rs485、can通讯；所述主机向所述从机传输的信号有：直流母线电压、输出电流、工作状态、三相电网电压、从机控制信号。m1-m4为三相电网状态信号输出，采用高速光耦进行信号隔离传送，8为24v电源；图3中1为in0v，电源输入地，也是所述从机信号确认输入，2、3与图2中的一样，也为通讯端口，s1-s4为从机端的三相电网状态信号输入，也使用高速光耦进行信号隔离。
43.如图1所示，所述整流回馈电路还设置有：功率因数电路，所述功率因数电路并联在三相端，所述功率因数电路包括：第三电容c3、第四电容c4和第五电容c5，所述第三电容c3的第一端与所述第四电容c4的第一端、所述第五电容c5的第一端电连接，所述第三电容c3的第二端与三相端的a相电连接，所述第四电容c4的第二端与三相端的b相电连接，所述第五电容c5的第二端与三相端的c相电连接。通过所述功率因数电路降低线路损耗。
44.以及所述整流回馈电路还设置有：三相电抗器l1，所述三相电抗器l1电连接在三相端。所述三相电抗器l1用于抑制浪涌和峰值电路，以及提高功率因数和低频传导抗干扰性。
45.下面以三相端的a相端为例，分别阐述正半波、负半波和过零点时，消除环流的控制方法。
46.所述主机检测到a相为正半波时，控制所述第一整流回馈电路(对应图4的主机)的igbt t1脉宽导通，igbt t2关断。通过m1-m4端口传送a相正半波信号给所述从机，所述从机通过s1-s4接收到a相正半波信号后，所述从机控制所述第二整流回馈电路(对应图4的从机)的igbt t1脉宽导通，igbt t2关断，观察可知，此时所述主机和所述从机之间便不存在环流通路了，从而无法形成环流。
47.所述主机检测到a相为负半波时，控制所述第一整流回馈电路(对应图4的主机)的igbt t2脉宽导通，igbt t1关断。通过m1-m4端口传送a相负半波信号给所述从机，所述从机通过s1-s4接收到a相负半波信号后，所述从机控制所述第二整流回馈电路(对应图4的从机)的igbt t2脉宽导通，igbt t1关断，观察可知，此时所述主机和所述从机之间便不存在环流通路了，从而无法形成环流。
48.所述主机检测到a相为过零点时，控制所述第一整流回馈电路(对应图4的主机)的igbt t1关断，igbt t2关断。通过m1-m4端口传送a相过零点信号给所述从机，所述从机通过s1-s4接收到a相过零点信号后，所述从机控制所述第二整流回馈电路(对应图4的从机)的igbt t1关断，igbt t2关断，观察可知，此时所述主机和所述从机之间便不存在环流通路了，从而无法形成环流。
49.b、c相同理，通过上述控制方法，也是能够使得两个并联的所述整流回馈电路之间无法形成环流的。
50.三相电网分为正半波、负半波、过零点状态，组合在一起有27种状态。三相电网正常时，只有12种状态为有效状态，其余15种为无效状态。无效状态视为一种封锁输出的状态。m1、m2、m3、m4端口有16种组合状态，可以完全表达三相电网的有效和无效状态，其中一
种组合状态可参考图5所示。据图5可知三相电网的正半波、负半波、过零点状态是如何通过m1-m4端口进行传输的，即m1-m4为低电平0000状态时，对应无效状态，此时封锁输出的状态，其余的为有效状态。所以依据图5所示的表格，可得出本实用新型利用m1-m4四个端口进行低、高电平输出，是能够实现本实用新型所需的三相电网状态信息传输的，进而确保所述主机能够传输三相电网状态信号到所述从机内，以便mcu执行对应的igbt控制。
51.综上所述，本实用新型通过所述主机和所述从机分别控制两个整流回馈电路，进而控制电路内部的igbt的启闭，通过控制igbt的启闭以消除环流的产生，所述主机与所述从机互相通讯以形成有效的控制和反馈；两个整流回馈电路的并联使用，既实现了可控直流和可控交流的相互转换，还实现了扩大功率的目的，并且制造、使用成本相对大功率整流回馈电路要更低，通过消除环流的产生，以保障设备的正常运行。
52.以上所述的实施例仅表达了本实用新型的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本实用新型专利的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种无环流的并联整流回馈控制装置，其特征在于，包括：控制器，所述控制器用于执行电流、电压和整流回馈并联控制；整流回馈电路，所述整流回馈电路与直流母线端、三相端电连接，所述整流回馈电路设置有两个，分别记为：第一整流回馈电路和第二整流回馈电路，与所述第一整流回馈电路电连接的所述控制器记为主机，与所述第二整流回馈电路电连接的所述控制器记为从机，所述主机与所述从机通过端口进行通讯，所述第一整流回馈电路与所述第二整流回馈电路并联；所述整流回馈电路包括：电容支路、igbt支路；所述电容支路包括：第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容串联，所述电容支路与直流母线端并联；所述igbt支路包括：第一igbt支路、第二igbt支路和第三igbt支路，所述第一igbt支路、所述第二igbt支路、所述第三igbt支路互相之间并联连接，所述igbt支路与所述电容支路并联；所述第一igbt支路包括：第一igbt和第二igbt，所述第一igbt与所述第二igbt串联；所述第二igbt支路包括：第三igbt和第四igbt，所述第三igbt与所述第四igbt串联；所述第三igbt支路包括：第五igbt和第六igbt，所述第五igbt与所述第六igbt串联；三相端的a相端与所述第一igbt的输出端、所述第二igbt的输入端电连接，三相端的b相端与所述第三igbt的输出端、所述第四igbt的输入端电连接，三相端的c相端与所述第五igbt的输出端、所述第六igbt的输入端电连接；三相端的a、b、c相分别电连接有电流传感器，所述电流传感器与所述控制器电连接；所述控制器与所述第一、二、三、四、五、六、七、八igbt的栅极、直流母线端、三相端电连接。2.根据权利要求1所述的一种无环流的并联整流回馈控制装置，其特征在于，所述整流回馈电路还设置有：功率因数电路，所述功率因数电路并联在三相端，所述功率因数电路包括：第三电容、第四电容和第五电容，所述第三电容的第一端与所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端电连接，所述第三电容的第二端与三相端的a相电连接，所述第四电容的第二端与三相端的b相电连接，所述第五电容的第二端与三相端的c相电连接。3.根据权利要求1所述的一种无环流的并联整流回馈控制装置，其特征在于，所述整流回馈电路还设置有：三相电抗器，所述三相电抗器电连接在三相端。4.根据权利要求1所述的一种无环流的并联整流回馈控制装置，其特征在于，所述主机与所述从机通过rj45网口进行通讯，所述rj45网口的信号输出端和输入端，分别电连接有隔离用的高速光耦。

技术总结
本实用新型公开了一种无环流的并联整流回馈控制装置，其包括：控制器，所述控制器用于执行电流、电压和整流回馈并联控制；整流回馈电路，所述整流回馈电路与直流母线端、三相端电连接，所述整流回馈电路设置有两个，分别记为：第一整流回馈电路和第二整流回馈电路，与所述第一整流回馈电路电连接的所述控制器记为主机，与所述第二整流回馈电路电连接的所述控制器记为从机，所述主机与所述从机通过端口进行通讯，所述第一整流回馈电路与所述第二整流回馈电路并联；所述整流回馈电路包括：电容支路、IGBT支路。实现了对并联的整流回馈电路进行环流的消除，以确保设备的正常运行。以确保设备的正常运行。以确保设备的正常运行。


技术研发人员：杨传海
受保护的技术使用者：深圳市合兴加能科技有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/7/17