專利名稱：一種多功能大功率電子負(fù)載及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能大功率電子負(fù)載及其控制方法，用于各種電 力、電子設(shè)備行業(yè)，屬于電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各種電子電力裝置廣泛地應(yīng)用 于電力、冶金、鋼鐵、化工系統(tǒng)及高校教學(xué)演示平臺(tái)等領(lǐng)域，如變頻器、
有源電力濾波裝置、UPS裝置、蓄電池充電器等，這些設(shè)備在研發(fā)與生產(chǎn)
過(guò)程中都需要配置相應(yīng)負(fù)載，以支持實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或者生產(chǎn)老化平臺(tái)。
傳統(tǒng)設(shè)備所選用的負(fù)載均為實(shí)際負(fù)載或者與實(shí)際負(fù)載特性較為接近 的負(fù)載。如變頻器一般選擇電機(jī)，有源電力濾波裝置選擇三相不控整流橋
諧波源，UPS裝置選擇電阻箱，蓄電池充電器選擇電阻箱或者可控硅控制
回饋型電子負(fù)載。但這些負(fù)載大多為耗能型負(fù)載，因?yàn)槟芎闹苯优c被研制 對(duì)象實(shí)驗(yàn)容量相關(guān)，對(duì)于電網(wǎng)這個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，能耗浪費(fèi)更大。 雖然目前在電網(wǎng)中普遍采用可控硅控制回饋性電子負(fù)載，然而可控硅控制 回饋性電子負(fù)載使用時(shí)，其回饋電網(wǎng)電流包含很大的無(wú)功和諧波，對(duì)電網(wǎng) 危害較大。因此，研究和開(kāi)發(fā)新型的節(jié)能型的電子負(fù)載即成為一項(xiàng)有意義 的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提出一種多功能大功率電子負(fù)載及其控制方法， 既可模擬交流或者直流狀態(tài)時(shí)的純阻性、純感性、純?nèi)菪砸约白枞菪浴⒆韪行院腿我獠ㄐ坞娮迂?fù)載，同時(shí)又具有節(jié)能、回饋電網(wǎng)電流功率因數(shù)為1
和低諧波特點(diǎn)；并且使整機(jī)效率不低于90%，與所模擬的負(fù)載比較效率更高。
這種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于它由整流器、逆變器和儲(chǔ)
能電容C組成，其中整流器的三個(gè)輸入端即為電子負(fù)載的三個(gè)輸入端ina、 inb、 inc，逆變器的三個(gè)輸出端即為電子負(fù)載的三個(gè)輸出端outa、 outb、 outc，整流器和逆變器之間有一共用儲(chǔ)能電容C相連，整個(gè)電子負(fù)載通過(guò) 逆變器的三個(gè)輸出端outa、 outb、 outc分別與系統(tǒng)電壓的三相線連接。
所述的整流器包括整流逆變控制電路和控制電路，其中的整流逆變控 制電路由逆變橋、高頻濾波電路構(gòu)成，其中的控制電路包括電壓、電流檢 測(cè)電路、數(shù)字信號(hào)處理器、人機(jī)接口和驅(qū)動(dòng)電路；所述的電壓、電流檢測(cè) 電路輸入端連接整流器的三個(gè)輸入端ina、 inb、 inc，其輸出端連接人機(jī) 接口、并通過(guò)人機(jī)接口依序和數(shù)字信號(hào)處理器、驅(qū)動(dòng)電路及組成逆變電橋 的大功率開(kāi)關(guān)管相連；逆變橋的正端與儲(chǔ)能電容C的正端相連，逆變橋的 負(fù)端與儲(chǔ)能電容C的負(fù)端相連。
所述的電壓、電流檢測(cè)電路包括電壓互感器、電流互感器以及電壓電 流信號(hào)調(diào)理電路。
所述的數(shù)字信號(hào)處理器以Ti數(shù)字信號(hào)處理芯片為核心構(gòu)筑的數(shù)字信 號(hào)處理電路，包括數(shù)字信號(hào)處理芯片(TMS320F1812)、 AD轉(zhuǎn)換芯片、電源 芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片。
所述的驅(qū)動(dòng)電路采用2sd315為核心構(gòu)筑驅(qū)動(dòng)電路。
所述的高頻載波紋波濾除電路，由采用三角形聯(lián)接的三組C型濾波器構(gòu)成，其中的C型濾波器由電容C廣C6、電感L7 L9、電阻R廣R3構(gòu)成三 支結(jié)構(gòu)相同的濾波支路，三支濾波支路采用三角形聯(lián)接；三支濾波支路的 上端分別通過(guò)電感與三相電源及逆變電路橋臂的中點(diǎn)聯(lián)接。這種多功能大功率電子負(fù)載其控制方法分為整流器控制采用同步旋 轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級(jí)控制策略；逆變器控制采 用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流單環(huán)控制策略。整流器控制方法如下a) 由整流器1在與輸入電壓同步狀態(tài)下、通過(guò)鎖相環(huán)進(jìn)行鎖相處理；b) 其次進(jìn)行輸入電壓前饋處理，使輸入電壓uina、 uinb和uinc經(jīng)旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)變換后得到dq坐標(biāo)系下的量uind、 uinq， uind、 uinq經(jīng)輸入電壓前饋 后得到輸入電壓前饋量uindf、 uinqf;c) 而后進(jìn)行外環(huán)電壓環(huán)調(diào)節(jié)，即對(duì)udc與電壓給定udcr進(jìn)行比較，經(jīng) 過(guò)電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器，產(chǎn)生控制直流側(cè)參考電壓的d軸指令電流idcd;隨后 進(jìn)行內(nèi)環(huán)電流環(huán)調(diào)節(jié)，即輸入電流iina、 iinb和iinc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換后得 到dq坐標(biāo)系下的量iind、 iinq;d) 最后將iind、 iinq、 irefd、 irefq、 uindf、 uinqf經(jīng)內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)后得 到dq坐標(biāo)系下的指令ido、 iqo。 ido、 iqo經(jīng)空間矢量發(fā)生器后得到最終的 控制信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)整流器的開(kāi)關(guān)器件。逆變器的控制方法如下a) 由逆變器在與電網(wǎng)電壓同步狀態(tài)下、通過(guò)鎖相環(huán)進(jìn)行鎖相處理；b) 其次，進(jìn)行電網(wǎng)電壓前饋處理，使電網(wǎng)電壓usa、 usb和usc經(jīng)旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)變換后得到dq坐標(biāo)系下的量usd、 usq，并使usd、 usq經(jīng)電網(wǎng)電壓前饋后得到輸入電壓前饋量usdf、 usqf;c) 而后進(jìn)行電流環(huán)調(diào)節(jié)，即對(duì)輸出電流iouta、 ioutb和ioutc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)變換后得到dq坐標(biāo)系下的量ioutd、 ioutq;d) 最后將ioutd、 ioutq、 ioutrd、 ioutrq、 usdf、 usqf經(jīng)電流調(diào)節(jié)后得到 dq坐標(biāo)系下的指令id、 iq，使ido、 iqo經(jīng)空間矢量發(fā)生器后得到最終的控制 信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變器的開(kāi)關(guān)器件。這種多功能大功率電子負(fù)載及其控制方法，主要優(yōu)點(diǎn)如下 該電子負(fù)載中的整流器，采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓外環(huán)和電流內(nèi) 環(huán)的雙閉環(huán)串級(jí)控制策略，構(gòu)成三相多功能大功率電子負(fù)載的輸入端，可 模擬純阻性、純感性、純?nèi)菪砸约白枞菪?、阻感性或者任意波形電子?fù)載。 提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和抗擾性；該電子負(fù)載中的逆變器，采用同步旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)系下的電流環(huán)控制策略，構(gòu)成三相多功能大功率電子負(fù)載的輸出端，使 得回饋電網(wǎng)電流功率因數(shù)為1，回饋電網(wǎng)無(wú)功和諧波電流含量小，減少了 無(wú)功和諧波對(duì)電網(wǎng)的危害。而且，由于采用整流器和逆變器共用儲(chǔ)能電容 Cl，構(gòu)成整機(jī)背靠背工作方式，電路簡(jiǎn)單，從而大大降低成本，提高整機(jī) 工作效率。


圖1為本發(fā)明的主體系統(tǒng)示意圖； 圖2為本發(fā)明整流器或者逆變器電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為組成C型濾波器的高頻載波紋波濾除電路圖; 圖4本發(fā)明的整流器控制流程示意圖；圖5本發(fā)明的逆變器控制流程示意圖。圖中1-整流器 2-逆變器 3-C型濾波器 4-數(shù)字信號(hào)處理器 5-人機(jī)接口 6-驅(qū)動(dòng)電路 7-逆變橋 9-電壓、電流檢測(cè)電路 IO-高頻濾波電路 11-鎖相環(huán) 12-旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換 13-外環(huán)電壓調(diào)節(jié) 14-參考指令 15-內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié) 16-空間矢量發(fā)生器 17-鎖相環(huán) 18-旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換 19-電網(wǎng)電壓前饋 20-參考指令 21-電流調(diào)節(jié) 22-空間矢量發(fā)生器具體實(shí)施方式
這種三相多功能大功率電子負(fù)載及其控制方法，由整流器1、逆變器2 和儲(chǔ)能電容C及控制電路組成。其特征在于:設(shè)有三個(gè)電子負(fù)載輸入端ina、 inb、inc的整流器1和接入電網(wǎng)電壓u、v、w上的三個(gè)電子負(fù)載輸出端outa、 outb、 outc相接的逆變器2分別接入儲(chǔ)能電容C的兩端；整流器通過(guò)整流 逆變控制電路與逆變器連接，儲(chǔ)能電容C的兩端分別通過(guò)載波紋波濾除電 路與整流器和逆變器連接。所述的整流逆變控制電路由逆變橋7、高頻濾波電路10構(gòu)成，其特征 是控制電路包括電壓、電流檢測(cè)電路9、數(shù)字信號(hào)處理器4、人機(jī)接口5 和驅(qū)動(dòng)電路6，所述的電壓、電流檢測(cè)電路輸入端連接整流器的三個(gè)輸入 端ina、 inb、 inc，其輸出端連接人機(jī)接口 5、并通過(guò)人機(jī)接口 5依序和 數(shù)字信號(hào)處理器4、驅(qū)動(dòng)電路6及組成逆變電橋7的大功率開(kāi)關(guān)管相連； 逆變橋7的正端與儲(chǔ)能電容C的正端相連，逆變橋7的負(fù)端與儲(chǔ)能電容C 的負(fù)端相連。其中，數(shù)字信號(hào)處理器4分別與電壓、電流檢測(cè)電路9、人機(jī)接口 5 和驅(qū)動(dòng)電路6相連，驅(qū)動(dòng)電路6與逆變橋7臂上大功率開(kāi)關(guān)管Si 、 S2 、 S3 、 S4 、 S5 、 S6相連。其中，電壓、電流檢測(cè)電路9包括電壓互感器、電流互感器以及電壓 電流信號(hào)調(diào)理電路。數(shù)字信號(hào)處理器4以Ti數(shù)字信號(hào)處理芯片為核心構(gòu)筑 的數(shù)字信號(hào)處理電路，包括數(shù)字信號(hào)處理芯片(TMS320F1812)、 AD轉(zhuǎn)換 芯片、電源芯片、電平轉(zhuǎn)換芯片。驅(qū)動(dòng)電路6采用2sd315為核心構(gòu)筑驅(qū)動(dòng) 電路。高頻載波紋波濾除電路，由采用三角形聯(lián)接的三組C型濾波器3構(gòu)成。 其特征是電容Ci C6、電感Li L3、電阻Ri R3構(gòu)成三支結(jié)構(gòu)相同的濾波 支路，三支濾波支路采用三角形聯(lián)接；三支濾波支路的上端分別通過(guò)電感 與三相電源及逆變電路橋臂的中點(diǎn)聯(lián)接。本發(fā)明介紹的三相多功能大功率電子負(fù)載的控制方法分為整流器控 制采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級(jí)控制策略； 逆變器控制采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流單環(huán)控制策略。其中整流器的控制方法.由鎖相處理、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換、外環(huán)電壓調(diào)節(jié) 處理、參考指令、輸入電壓前饋、內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)和空間矢量發(fā)生器動(dòng)作構(gòu) 成。由帶有三相輸入電壓的A相uina、 B相uinb、 C相uinc分別通過(guò)鎖相 環(huán)11接入旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器12 —端，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器12與三相輸入電壓連 接的一端還與A相iina、 B相iinb、 C相iinc三相輸入電流相接；旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)變換器12上的三相輸入電壓通過(guò)d-q坐標(biāo)系下的d軸、q軸轉(zhuǎn)換成的電 壓分量uind、 uinq接入輸入電壓前饋15，然后得到輸入電壓前饋量uindf、uinqf;此時(shí)，輸入電壓前饋量uindf、 uinqf與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器12上的三相 輸入電流通過(guò)d-q坐標(biāo)系下的d軸和q軸轉(zhuǎn)換成的輸入電流分量iind、 iinq 及d-q坐標(biāo)系下的參考指令14irefd、 irefq和帶有直流側(cè)參考電壓udcr、直 流側(cè)電壓udc的外環(huán)電壓調(diào)節(jié)器13產(chǎn)生后的d軸指令電流idcd，同時(shí)接入 內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)器16;最后通過(guò)控制信號(hào)產(chǎn)生的ido、 iqo輸入空間矢量發(fā)生 器17。通過(guò)控制參考指令14irefd與irefq的數(shù)值，可模擬純阻性、純感性、純 容性以及阻容性、阻感性或者任意波形電子負(fù)載，具體如下當(dāng)irefd為正直流量，并且irefq為0時(shí)，整流器1輸入電流與輸入電壓 相位完全一致，對(duì)外整流器表現(xiàn)為純阻性負(fù)載。當(dāng)irefd為0，并且irefq為正直流量時(shí)，整流器1輸入電流超前輸入電 壓9(f，對(duì)外表現(xiàn)為純?nèi)菪?。?dāng)irefd為0，并且irefq為負(fù)直流量時(shí)，整流器1輸入電流滯后輸入電 壓90°，對(duì)外表現(xiàn)為純感性。當(dāng)irefd為正直流量，并且irefq為正直流量時(shí)，整流器1輸入電流超前 輸入電壓的角度介于O ° 90。，具體數(shù)值與irefd及irefq的相對(duì)大小有關(guān)， 對(duì)外表現(xiàn)為阻容性。當(dāng)irefd為正直流量，并且irefq為負(fù)直流量時(shí)，整流器1輸入電流滯后 輸入電壓的角度介于O ° 9(f，具體數(shù)值與irefd及irefq的相對(duì)大小有關(guān)， 對(duì)外表現(xiàn)為阻感性。當(dāng)irefd為任意交流量，并且irefq為任意交流量時(shí)，整流器1輸入電流可表現(xiàn)為相應(yīng)的任意波形。所述整流器的具體控制步驟如下① 進(jìn)行鎖相。整流器l通過(guò)鎖相環(huán)(11)與輸入電壓同步② 得到輸入電壓前饋。電網(wǎng)電壓uina、 uinb和uinc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換 (12)后得到dq坐標(biāo)系下的量uind、 uinq， uind、 uinq經(jīng)輸入電壓前饋15后得到輸入電壓前饋量uindf、 uinqf。③ 通過(guò)外環(huán)電壓環(huán)調(diào)節(jié)，對(duì)udc與電壓給定udcr進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)電 壓外環(huán)調(diào)節(jié)器13，產(chǎn)生控制直流側(cè)參考電壓的d軸指令電流idcd。 內(nèi)環(huán)電流環(huán)調(diào)節(jié)。輸入電流iina、 iinb和iinc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換12 后得至lJ dq坐標(biāo)系下的量iind、 iinq。 iind、 iinq、 irefd、 irefq、 uindf、 uinqf 經(jīng)內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)16后得到dq坐標(biāo)系下的指令ido、 iqo。 ido、 iqo經(jīng)空間 矢量發(fā)生器17后得到最終的控制信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)整流器1的開(kāi)關(guān)器件。其中逆變器的控制方法由鎖相環(huán)17、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換18、參考指令 20、電網(wǎng)電壓前饋19、電流調(diào)節(jié)21和空間矢量發(fā)生器22構(gòu)成。由帶有三 相輸入電壓的A相usa、 B相usb、 C相use分別通過(guò)鎖相環(huán)17接入旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)變換器18，通過(guò)d-q坐標(biāo)系下的d軸、q軸變換成電壓分量usd、 usq， 接入電網(wǎng)電壓前饋19，得到輸入電壓前饋量usdf、 usqf后接入電流調(diào)節(jié)器 21;旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器18與三相輸入電壓連接的一端還與三相輸出電流A 相iouta、 B相ioutb、 C相ioutc相接，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器18上的三相輸出電 流通過(guò)d-q坐標(biāo)系下的d軸和q軸轉(zhuǎn)換成輸出電流分量ioutd、ioutq后也接 入電流調(diào)節(jié)器21;接受d-q坐標(biāo)系下的參考指令20產(chǎn)生的負(fù)直流量ioutrd、 直流量ioutrq也接入電流調(diào)節(jié)器21;然后，電流調(diào)節(jié)器(21)通過(guò)控制信 號(hào)id、 iq連接到矢量發(fā)生器22。12本發(fā)明逆變器2的控制方法，采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流環(huán)控制策 略，當(dāng)控制參考指令20的ioutrd為負(fù)直流量，ioutrq為0，則逆變器2輸 出電流與電網(wǎng)電壓完全反相，將變換后的能量回饋電網(wǎng)。逆變器具體步驟如下① 鎖相。逆變器2通過(guò)鎖相環(huán)17與電網(wǎng)電壓同步② 電網(wǎng)電壓前饋。電網(wǎng)電壓usa、 usb和usc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換18后得 到dq坐標(biāo)系下的量usd、 usq， usd、 usq經(jīng)電網(wǎng)電壓前饋19后得到輸入電 壓前饋量usdf、 usqf。③ 電流環(huán)調(diào)節(jié)。輸出電流iouta、 ioutb和ioutc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換18后 得至lj dq坐標(biāo)系下的量ioutd、 ioutq。 ioutd、 ioutq、 ioutrd、 ioutrq、 usdf、 usqf 經(jīng)電流調(diào)節(jié)21后得到dq坐標(biāo)系下的指令id、 iq。 id、 iq經(jīng)空間矢量發(fā)生 器22后得到最終的控制信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變器2的開(kāi)關(guān)器件。從上可知，整流器1和逆變器2硬件原理基本相同，不同的是，對(duì)于 整流器1來(lái)說(shuō)，附圖2整流器或者逆變器電路結(jié)構(gòu)示意圖中的a、 b、 c即 為三個(gè)電子負(fù)載輸入端ina、 inb、 inc。對(duì)于逆變器來(lái)說(shuō)，附圖2整流器或 者逆變器電路結(jié)構(gòu)示意圖中a、 b、 c即為三個(gè)電子負(fù)載輸出端outa、 outb、 out"綜上所述，整流器1構(gòu)成三相多功能大功率電子負(fù)載的輸出端，逆變器2構(gòu)成三相多功能大功率電子負(fù)載的輸出端，將變換后的能量回饋電網(wǎng)。 此種特征結(jié)構(gòu)的輸入端，可模擬純阻性、純感性、純?nèi)菪砸约白枞菪?、阻感性或者任意波形電子?fù)載。提高了電子設(shè)備的穩(wěn)定性。而輸出端，回饋電網(wǎng)電流功率因數(shù)為1，回饋電網(wǎng)無(wú)功和諧波電流含量小，增強(qiáng)了電網(wǎng)的安全性。整流器1和逆變器2共用儲(chǔ)能電容C，構(gòu)成整機(jī)背靠背工作方式。既 降低了生產(chǎn)成本，又提高了整機(jī)工作效率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。
權(quán)利要求
1、一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于它由整流器(1)、逆變器(2)和儲(chǔ)能電容(C)組成，其中整流器(1)的三個(gè)輸入端即為電子負(fù)載的三個(gè)輸入端ina、inb、inc，逆變器(2)的三個(gè)輸出端即為電子負(fù)載的三個(gè)輸出端outa、outb、outc，整流器(1)和逆變器(2)之間有一共用儲(chǔ)能電容(C)相連，整個(gè)電子負(fù)載通過(guò)逆變器的三個(gè)輸出端outa、outb、outc分別與系統(tǒng)電壓的三相線連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于 所述的整流器(1)包括整流逆變控制電路和控制電路，其中的整流逆變 控制電路由逆變橋(7)、高頻濾波電路(10)構(gòu)成，其中的控制電路包括 電壓、電流檢測(cè)電路(9)、數(shù)字信號(hào)處理器(4)、人機(jī)接口 (5)和驅(qū)動(dòng) 電路(6);所述的電壓、電流檢測(cè)電路(9)輸入端連接整流器(1)的三 個(gè)輸入端ina、 inb、 inc，其輸出端連接人機(jī)接口 (5)、并通過(guò)人機(jī)接口(5)依序和數(shù)字信號(hào)處理器(4)、驅(qū)動(dòng)電路(6)及組成逆變電橋(7) 的大功率開(kāi)關(guān)管相連；逆變橋(7)的正端與儲(chǔ)能電容C1的正端相連，逆 變橋(7)的負(fù)端與儲(chǔ)能電容C的負(fù)端相連。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于 電壓、電流檢測(cè)電路(9)包括電壓互感器、電流互感器以及電壓電流信 號(hào)調(diào)理電路。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于 所述的數(shù)字信號(hào)處理器(4)以Ti數(shù)字信號(hào)處理芯片為核心構(gòu)筑的數(shù)字信號(hào)處理電路，包括數(shù)字信號(hào)處理芯片TMS320F1812、 AD轉(zhuǎn)換芯片、電源芯 片、電平轉(zhuǎn)換芯片。
5、 如權(quán)利要求1所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于 所述的驅(qū)動(dòng)電路(6)采用2sd315為核心構(gòu)筑驅(qū)動(dòng)電路。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在于 所述的高頻載波紋波濾除電路，由采用三角形聯(lián)接的三組C型濾波器(3) 構(gòu)成，其中的C型濾波器(3)由電容C1 C6、電感L7 L9、電阻R1 R3構(gòu) 成三支結(jié)構(gòu)相同的濾波支路，三支濾波支路采用三角形聯(lián)接；三支濾波支 路的上端分別通過(guò)電感與三相電源及逆變電路橋臂的中點(diǎn)聯(lián)接。
7、 如權(quán)利要求卜6所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特征在整流器控制采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級(jí)控制策略；逆變器控制采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流單環(huán)控制策略。
8、 如權(quán)利要求7所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特長(zhǎng)在于-其中整流器控制方法步驟如下-a) 由整流器1在與輸入電壓同步狀態(tài)下、通過(guò)鎖相環(huán)(11)進(jìn)行鎖相 處理；b) 其次進(jìn)行輸入電壓前饋處理，使電網(wǎng)電壓uina、 uinb和uinc經(jīng)旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)變換(12)后得到dq坐標(biāo)系下的量uind、 uinq， uind、 uinq經(jīng)輸入電 壓前饋(15)后得到輸入電壓前饋量uindf、 uinqf;c) 而后進(jìn)行外環(huán)電壓環(huán)調(diào)節(jié)，即對(duì)udc與電壓給定udcr進(jìn)行比較，經(jīng) 過(guò)電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器(13)，產(chǎn)生控制直流側(cè)參考電壓的d軸指令電流idcd; 隨后進(jìn)行內(nèi)環(huán)電流環(huán)調(diào)節(jié)，即輸入電流iina、 iinb和iinc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換(12)后得到dq坐標(biāo)系下的量iind、 iinq;d)最后將iind、 iinq、 irefd、 irefq、 uindf、 uinqf經(jīng)內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)(16) 后得到dq坐標(biāo)系下的指令ido、 iqo。 ido、 iqo經(jīng)空間矢量發(fā)生器(17)后 得到最終的控制信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)整流器(1)的開(kāi)關(guān)器件。
9、如權(quán)利要求7所述的一種多功能大功率電子負(fù)載，其特長(zhǎng)在于 其中逆變器的控制方法步驟如下a) 由逆變器2在與電網(wǎng)電壓同步狀態(tài)下、通過(guò)鎖相環(huán)(11)進(jìn)行鎖相 處理；b) 其次，進(jìn)行電網(wǎng)電壓前饋處理，使電網(wǎng)電壓usa、 usb和usc經(jīng)旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)變換(18)后得到dq坐標(biāo)系下的量usd、 usq，并使usd、 usq經(jīng)電網(wǎng) 電壓前饋(19)后得到輸入電壓前饋量usdf、 usqf;c) 而后進(jìn)行電流環(huán)調(diào)節(jié)，即對(duì)輸出電流iouta、 ioutb和ioutc經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)變換(18)后得到dq坐標(biāo)系下的量ioutd、 ioutq;d) 最后將ioutd、 ioutq、 ioutrd、 ioutrq、 usdf、 usqf纟S電流調(diào)節(jié)(21) 后得到dq坐標(biāo)系下的指令id、 iq,使ido、 iqo經(jīng)空間矢量發(fā)生器(22)后 得到最終的控制信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變器(2)的開(kāi)關(guān)器件。
全文摘要
本發(fā)明介紹的一種多功能大功率電子負(fù)載及其控制方法，其特征在于它由整流器、逆變器和儲(chǔ)能電容組成，其中整流器的三個(gè)輸入端即為電子負(fù)載的三個(gè)輸入端ina、inb、inc，逆變器的三個(gè)輸出端即為電子負(fù)載的三個(gè)輸出端outa、outb、outc，整流器和逆變器之間有一共用儲(chǔ)能電容相連，整個(gè)電子負(fù)載通過(guò)逆變器的三個(gè)輸出端outa、outb、outc分別與系統(tǒng)電壓的三相線連接。并且，整流器控制采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級(jí)控制策略；逆變器控制采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流單環(huán)控制策略。
文檔編號(hào)H02J3/38GK101546913SQ20091005710
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者彭華良, 薛建科, 魏學(xué)良 申請(qǐng)人:上海追日電氣有限公司