专利名称：单相桥式三电平整流器的建模方法
技术领域：
本发明涉及整流器的建模技术领域，更具体地说，涉及一种单相桥式三电平整流器的建模方法。
背景技术：
目前，随着科技的进步，交流传动成为了铁道牵引传动发展的一个重要方向，作为交流传动的核心器件为主要包括整流器、中间直流环节和逆变器的交直交变流器，其中整流器为目前交流传动研究的重点之一。在交流传动主电路中常见的整流器主要有单相桥式两电平整流器和单相桥式三电平整流器，相对单相桥式两电平整流器，单相桥式三电平整流器具有减少电磁干扰、减少功率开关管电压强度、降低开关频率、使得输入端电流更接近正弦和谐波含量显著减少等优点。因此，单相桥式三电平整流器在交流传动领域中的应用越来越广泛。若能提供单相·桥式三电平整流器快速稳定的建模方法，将为牵引系统的分析、设计和改进提供有效的手段和工具。目前，单相桥式三电平整流器通常采用利用MATLAB仿真的SimPowerSystem模块库中自带的变流器模块搭建单相桥式三电平整流器的建模方法和开关函数建模方法。但是，由于利用MATLAB仿真的SimPowerSystem模块库中自带的变流器的三电平逆变器模型模拟了很多整流器的细节，往往用于离线仿真，在系统实时仿真的情况下，这种建模方法过于细致不能达到系统仿真速度快的要求，并且在实时仿真中还容易遇到无法下载和算法不准的问题。运用开关函数建模方法来完成单相桥式三电平整流器的建模方法，由于在状态方程中需要与网侧电路、直流侧回路的电气量建立联系，人为将整流器的数学模型和网侧电路和中间回路的数学模型耦合在一起，这将不利于整流器模型灵活运用在各类交流传动主电路拓扑架构中；同时，由于状态方程在求解的过程中受解算方法的限制，甚至由于算法选取不当，将会导致状态变量求解发散；并且，该方法没有考虑对不控整流的模拟，不利于整流器建模的完整性和真实性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种单相桥式三电平整流器的建模方法，以实现步骤简单、计算量小且方便快捷的对单相桥式三电平整流器进行建模。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种单相桥式三电平整流器的建模方法，包括判断整流器的输入侧中是否有PWM控制信号输入；若有，则根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂的PWM控制信号的模式和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器桥臂的导通情况，并根据所述桥臂的导通情况归纳出
所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及所述整流器输出的交流侧电压的关系；所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系；所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系；反之，则比较所述整流器的网侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况，并根据所述整流器中二极管的导通情况归纳出所述整流器的交流侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的关系；所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流的关系。优选地，所述整流器的PWM控制信号的模式为“高高低低”、“低高低低”、“低高高 低”、“低低高低”或者“低低高高”。优选地，所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向为大于等于零方向或小于零方向。优选地，所述归纳所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及整流器输出的交流侧电压的关系具体为根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂的导通情况；根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂的导通情况，检测出所述整流器输出的交流侧电压值、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位值以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位值；比较检测出的所述整流器输出的交流侧电压值、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位值以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位值确定所述整流器输出的交流侧电压、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位的关系。优选地，所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及所述整流器输出的交流侧电压的关系为Uac=Uu-Uv ；其中，Ua。为整流器输出的交流侧电压！Uu第一桥臂输入点相对于中点的输出电位；UV第一桥臂输入点相对于中点的输出电位。优选地，归纳所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系具体为根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂上桥臂的导通情况；根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂上桥臂的导通情况，检测出所述整流器第一桥臂的上桥臂电流值、第二桥臂的上桥臂电流值以及所述整流器的上桥臂电流值；比较检测出的所述整流器第一桥臂的上桥臂电流值、第二桥臂的上桥臂电流值以及所述整流器的上桥臂电流值确定所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系。
优选地，所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系为idcu=iuu+iuv ；其中，idc;u为整流器的上桥臂电流；iuUS第一桥臂上桥臂电流；iuVS第二桥臂上桥臂电流。优选地，归纳所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系具体为根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂下桥臂的导通情况；根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂下桥臂的导通情况，检测出所述整流器第一桥臂的下桥臂电流值、第二桥臂的下桥臂电流值以及所述整流器的下桥臂电流值； 比较检测出的所述整流器第一桥臂的下桥臂电流值、第二桥臂的下桥臂电流值以及所述整流器的下桥臂电流值确定所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系。优选地，所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系为idcd_idu+idv ;其中，idc;d为整流器的下桥臂电流；iduS第一桥臂下桥臂电流；idvS第二桥臂下桥臂电流。优选地，归纳所述整流器的交流侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的关系具体为检测并比较所述整流器的网侧电压值和所述整流器的直流侧中间电压值的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况；根据所述整流器中二极管的导通情况，检测出所述整流器的交流侧电压值；比较检测出的所述整流器的网侧电压值、所述整流器的直流侧中间电压值以及所述整流器的交流侧电压值确定所述整流器的网侧电压、所述整流器的直流侧中间电压以及所述整流器的交流侧电压关系。优选地，整流器的交流侧电压值确定所述整流器的网侧电压、所述整流器的直流侧中间电压以及所述整流器的交流侧电压关系为当Us>Ud。时，Uac=Udc ；当_Us>Udc 时，Uac=-Udc ；当I Us I 彡 Udc 时，Uac=Us ；其中，Us为整流器的网侧电压；Ua。为整流器的交流侧电压；Ud。为整流器的直流侧中间电压。优选地，归纳所述整流器的交流侧电流与所述整流器的中间电流的关系具体为检测并比较所述整流器的网侧电压值和所述整流器的直流侧中间电压值的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况；根据所述整流器中二极管的导通情况，检测出所述整流器的交流侧电流值和所述整流器的中间电流值；
比较检测出的所述整流器的交流侧电流值和所述整流器的中间电流值确定所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流关系。优选地，所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流关系为当Us>Udc 时，idc=| iac| ;当-Us>Udc时，idc=| iac| ;当|US| 彡 Udc 时，idc=0 ;其中，Us为整流器的网侧电压；Ud。为整流器的直流侧中间电压山。为整流器的交流侧电流，idc为整流器的中间电流。
从上述的技术方案可以看出，本发明公开的整流器的建模方法，首先通过判断整流器的输入侧中是否有PWM控制信号输入，将整流器分为有PWM控制信号输入和无PWM控制信号输入两种情况，在有PWM控制信号输入时，可根据整流器第一桥臂和第二桥臂的PWM控制信号的模式和整流器的输入侧中输入电流的电流方向，判断出整流器桥臂的导通情况，并根据桥臂的导通情况归纳出，整流器的第一桥臂、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位的关系、整流器第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及整流器的上桥臂电流的关系和整流器第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系；在没有PWM控制信号输入时，通过比较整流器的网侧电压和整流器的直流侧中间电压的大小，得出整流器中二极管的导通情况，并根据整流器中二极管的导通情况归纳出整流器的交流侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的关系、整流器的交流侧电流和整流器的中间电流的关系。在上述的整流器的电压和电流的归纳过程中均无需进行复杂的运算，只需根据在不同情况下判断整流器中元器件的导通情况，便可方便快捷的归纳出整流器电压之间的关系和电流之间的关系。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明公开的单相桥式三电平整流器的电路图；图2为本发明实施例公开的一种单相桥式三电平整流器的建模方法流程图；图3为本发明公开的单相桥式三电平整流器第一桥臂主电路图；图4为本发明公开的单相桥式三电平整流器不控整流的等效简化电路图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种单相桥式三电平整流器的建模方法，以实现步骤简单、计算量小且方便快捷的对单相桥式三电平整流器进行建模。
在对本发明公开的单相桥式三电平整流器的建模方法进行说明之前，首先介绍本发明公开的单相桥式三电平整流器，如图I所示单相桥式三电平整流器主电路常由8个全控开关器件组成，分为两个桥臂，采用中点箝位型结构。其中Vll V42为主开关管，VDlI VD42为反并联的续流二极管，Dl D4为箝位二极管。其中，V11、V12、V21、V22主开关管和续流二极管 VD11、VD12、VD21、VD22 和箝位二极管D1、D2组成单相桥式三电平整流器第一桥臂，也可称为U桥臂，其中V11、V12主开关管和和续流二极管VD11、VD12和箝位二极管Dl组成第一桥臂的上桥臂；剩下的开关器件组成第一桥臂的下桥臂。其中，V31、V32、V41、V42主开关管和续流二极管 VD31、VD32、VD41、VD42 和箝位二 极管D3、D4组成单相桥式三电平整流器第二桥臂，也可称为V桥臂，其中V31、V32主开关管和和续流二极管VD31、VD32和箝位二极管D3组成第二桥臂的上桥臂，剩下的开关器件组成第二桥臂的下桥臂。其中，A点为第一桥臂(U桥臂)电流输入点，B点为第二桥臂(V桥臂)电流输入点，O点为桥臂中间电位基准点。本发明实施例公开的一种单相桥式三电平整流器的建模方法，如图2所示，包括S101、判断整流器的输入侧中是否有PWM控制信号输入；若有则进入步骤S102、根据整流器第一桥臂和第二桥臂的PWM控制信号的模式和整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器桥臂的导通情况，并根据所述桥臂的导通情况归纳出整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及整流器输出的交流侧电压的关系；整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及整流器的上桥臂电流的关系；整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及整流器的下桥臂电流的关系；反之则进入步骤S103、比较整流器的网侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的大小，得出整流器中二极管的导通情况，并根据整流器中二极管的导通情况归纳出整流器的交流侧电压和整流器的直流侧中间电压的关系；整流器的交流侧电流和整流器的中间电流的关系。具体的，整流器第一桥臂的PWM控制信号的模式为“高高低低”、“低高低低”、“低高高低”、“低低高低”或者“低低高高”。具体的，整流器的输入侧中输入电流的电流方向为大于等于零方向或小于零方向。具体的，步骤S102中归纳整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及整流器输出的交流侧电压的关系具体为根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂的导通情况；根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂的导通情况，检测出所述整流器输出的交流侧电压值、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位值以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位值；比较检测出的所述整流器输出的交流侧电压值、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位值以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位值确定所述整流器输出的交流侧电压、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位的关系。整流器输出的交流侧电压、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位的关系为Uac=Uu-Uv ；其中，Ua。为整流器输出的交流侧电压！Uu第一桥臂输入点相对于中点的输出电位；UV第一桥臂输入点相对于中点的输出电位。归纳所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系具体为
根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂上桥臂的导通情况；根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂上桥臂的导通情况，检测出所述整流器第一桥臂的上桥臂电流值、第二桥臂的上桥臂电流值以及所述整流器的上桥臂电流值；比较检测出的所述整流器第一桥臂的上桥臂电流值、第二桥臂的上桥臂电流值以及所述整流器的上桥臂电流值确定所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系。整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系为 idcu=iuu+iuv ；其中，idc;u为整流器的上桥臂电流；iuUS第一桥臂上桥臂电流；iuvs第二桥臂上桥臂电流。归纳所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系具体为根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂下桥臂的导通情况；根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂下桥臂的导通情况，检测出所述整流器第一桥臂的下桥臂电流值、第二桥臂的下桥臂电流值以及所述整流器的下桥臂电流值；比较检测出的所述整流器第一桥臂的下桥臂电流值、第二桥臂的下桥臂电流值以及所述整流器的下桥臂电流值确定所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系。整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系为idcd_idu+idv ;其中，idc;d为整流器的下桥臂电流；iduS第一桥臂下桥臂电流；idvS第二桥臂下桥臂电流。具体的，步骤S103中归纳所述整流器的交流侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的关系具体为检测并比较所述整流器的网侧电压值和所述整流器的直流侧中间电压值的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况；根据所述整流器中二极管的导通情况，检测出所述整流器的交流侧电压值；比较检测出的所述整流器的网侧电压值、所述整流器的直流侧中间电压值以及所述整流器的交流侧电压值确定所述整流器的网侧电压、所述整流器的直流侧中间电压以及所述整流器的交流侧电压关系。整流器的交流侧电压值确定所述整流器的网侧电压、所述整流器的直流侧中间电压以及所述整流器的交流侧电压关系为
当Us>Udc 时，Uac=Udc ;当_Us>Udc;时，Uac=-Udc ；当IusI 彡 Udc 时，Uac=Us ;其中，Us为整流器的网侧电压；Ua。为整流器的交流侧电压；Ud。为整流器的直流侧中间电压。归纳所述整流器的交流侧电流与所述整流器的中间电流的关系具体为检测并比较所述整流器的网侧电压值和所述整流器的直流侧中间电压值的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况；根据所述整流器中二极管的导通情况，检测出所述整流器的交流侧电流值和所述整流器的中间电流值；比较检测出的所述整流器的交流侧电流值和所述整流器的中间电流值确定所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流关系。所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流关系为当Us>udc 时，idc=| iac| ;当-Us>Udc时，idc=| iac| ;当|US| 彡 Udc 时，idc=0 ;其中，Us为整流器的网侧电压；Ud。为整流器的直流侧中间电压山。为整流器的交流侧电流，Idc为整流器的中间电流。为了使上述实施例更加清楚明了，下面分别对整流器的第一桥臂在存在PWM控制信号时和整流器无PWM控制信号时进行分析。由于第二桥臂的分析过程与第一桥臂的分析过程相同，在此不再赘述。当平整流器的第一桥臂在存在PWM控制信号时，如图3所示，整流器单个桥臂正常工作并考虑到死区情况，共存在5种PWM控制信号模式，即1100 (VII、V12触发脉冲为高电平，V21、V22触发脉冲为低电平，下面依此类推)、0100、0110、0010、0011，再根据整流器的第一桥臂交流侧输入电流方向，整体可以归纳出三种开关管导通模式。详细分析结果如表I所示。表I不同的PWM控制信号模式下整流器第一桥臂导通情况
权利要求
1.一种单相桥式三电平整流器的建模方法,其特征在于,包括 判断整流器的输入侧中是否有PWM控制信号输入； 若有，则根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂的PWM控制信号的模式和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器桥臂的导通情况，并根据所述桥臂的导通情况归纳出 所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及所述整流器输出的交流侧电压的关系； 所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系； 所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系； 反之，则比较所述整流器的网侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况，并根据所述整流器中二极管的导通情况归纳出 所述整流器的交流侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的关系； 所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流的关系。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述整流器的PWM控制信号的模式为“高高低低”、“低高低低”、“低高高低”、“低低高低”或者“低低高高”。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向为大于等于零方向或小于零方向。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述归纳所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及所述整流器输出的交流侧电压的关系具体为 根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂的导通情况； 根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂的导通情况，检测出所述整流器输出的交流侧电压值、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位值以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位值； 比较检测出的所述整流器输出的交流侧电压值、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位值以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位值确定所述整流器输出的交流侧电压、所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位以及第二桥臂输入点相对于中点的输出电位的关系。
5.根据权利要求4所示的方法，其特征在于，所述整流器的第一桥臂输入点相对于中点的输出电位、第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及所述整流器输出的交流侧电压的关系为 Uac=Uu-Uv ； 其中，Uac为整流器输出的交流侧电压Wu第一桥臂输入点相对于中点的输出电位；uv第一桥臂输入点相对于中点的输出电位。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，归纳所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系具体为根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂上桥臂的导通情况； 根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂上桥臂的导通情况，检测出所述整流器第一桥臂的上桥臂电流值、第二桥臂的上桥臂电流值以及所述整流器的上桥臂电流值； 比较检测出的所述整流器第一桥臂的上桥臂电流值、第二桥臂的上桥臂电流值以及所述整流器的上桥臂电流值确定所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述整流器的第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及所述整流器的上桥臂电流的关系为 idcu iuu+iuv ; 其中，idc;u为整流器的上桥臂电流；4 为第一桥臂上桥臂电流；iuv为第二桥臂上桥臂电流。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，归纳所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系具体为 根据输入的不同的PWM控制信号和所述整流器的输入侧中输入电流的电流方向，得出所述整流器第一桥臂和第二桥臂下桥臂的导通情况； 根据所述整流器第一桥臂和第二桥臂下桥臂的导通情况，检测出所述整流器第一桥臂的下桥臂电流值、第二桥臂的下桥臂电流值以及所述整流器的下桥臂电流值； 比较检测出的所述整流器第一桥臂的下桥臂电流值、第二桥臂的下桥臂电流值以及所述整流器的下桥臂电流值确定所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述整流器的第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及所述整流器的下桥臂电流的关系为 idcd_idU+idV ; 其中，i-为整流器的下桥臂电流；idus第一桥臂下桥臂电流；idv为第二桥臂下桥臂电流。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，归纳所述整流器的交流侧电压和所述整流器的直流侧中间电压的关系具体为 检测并比较所述整流器的网侧电压值和所述整流器的直流侧中间电压值的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况；根据所述整流器中二极管的导通情况，检测出所述整流器的交流侧电压值； 比较检测出的所述整流器的网侧电压值、所述整流器的直流侧中间电压值以及所述整流器的交流侧电压值确定所述整流器的网侧电压、所述整流器的直流侧中间电压以及所述整流器的交流侧电压关系。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，整流器的交流侧电压值确定所述整流器的网侧电压、所述整流器的直流侧中间电压以及所述整流器的交流侧电压关系为当 Us>Udc 时，Uac=Udc ；当-Us>Udc 时，Uac=-Udc ； 当 I Us I 彡 Udc 时，Uac=Us ；其中，Us为整流器的网侧电压；ua。为整流器的交流侧电压；ud。为整流器的直流侧中间电压。
12.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，归纳所述整流器的交流侧电流与所述整流器的中间电流的关系具体为 检测并比较所述整流器的网侧电压值和所述整流器的直流侧中间电压值的大小，得出所述整流器中二极管的导通情况； 根据所述整流器中二极管的导通情况，检测出所述整流器的交流侧电流值和所述整流器的中间电流值； 比较检测出的所述整流器的交流侧电流值和所述整流器的中间电流值确定所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流关系。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述整流器的交流侧电流和所述整流器的中间电流关系为当 Us>Udc 时，idc=| iac ；当-Us>Udc 时，idc=| iac ；当 IUsI ≤ Udc 时，idc=0 ； 其中，Us为整流器的网侧电压；Ud。为整流器的直流侧中间电压山。为整流器的交流侧电流，idc为整流器的中间电流。
全文摘要
本发明公开了一种单相桥式三电平整流器的建模方法，包括判断整流器的输入侧中是否有控制信号输入；若有则根据整流器第一桥臂和第二桥臂的控制信号的模式和输入电流的电流方向，归纳出第一桥臂和第二桥臂输入点相对于中点的输出电位以及整流器输出的交流侧电压的关系；第一桥臂的上桥臂电流、第二桥臂的上桥臂电流以及上桥臂电流的关系；第一桥臂的下桥臂电流、第二桥臂的下桥臂电流以及下桥臂电流的关系；反之则比较网侧电压和直流侧中间电压的大小，根据二极管的导通情况归纳出整流器的交流侧电压和直流侧中间电压的关系；整流器的交流侧电流和中间电流的关系。本发明能实现步骤简单、计算量小且方便快捷的对整流器进行建模。
文档编号H02M7/12GK102710153SQ20121019268
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者应婷, 张宇, 李江红, 王坚, 谭娟, 陈柳松 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司