專利名稱：一種直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種滯環(huán)調(diào)節(jié)器，尤其是一種直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器，屬于電網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請人了解，現(xiàn)有三相電壓型變換器通常采用電壓定向直接功率控制(VO-DPC)，即采用直流電壓外環(huán)、功率內(nèi)環(huán)的控制結(jié)構(gòu)(參見

圖1)。其中直流電壓外環(huán)將檢測到的直流電壓U d。與直流側(cè)電壓期望值U dc*的差值通過PI調(diào)節(jié)器后輸出電流信號，該電流信號與檢測到的直流電壓的乘積即為有功功率期望值P'功率內(nèi)環(huán)在三相系統(tǒng)中，根據(jù)瞬時功率理論，由檢測到的瞬時電壓ua、ub、u。和瞬時電流ia、ib、i。就可以得到瞬時有功功率、無功功率P、Q的估計值。接著，將獲得的系統(tǒng)實際功率P、Q分別與參考功率P' Q*進行比較，差值送入滯環(huán)比較器，輸出開關(guān)信號Sp、Sq0同時，判斷系統(tǒng)三相電壓矢量的空間位置，將得到的電壓空間矢量角Θ i與之前得到的Sp、Sq 一起作為開關(guān)表的輸入，以獲得主電路全控電力電子器件的觸發(fā)信號Sa、Sb和Sc。上述現(xiàn)有電壓定向直接功率控制中采用固定環(huán)寬的滯環(huán)比較方法雖然可以得到開關(guān)信號Sp和Sq。然而，當滯環(huán)寬度較大時，雖然平均開關(guān)頻率比較低，損耗小，但系統(tǒng)響應速度慢，控制精度低；而滯環(huán)寬度較小時，系統(tǒng)響應速度快，控制精度高，但平均開關(guān)頻率較高，損耗大。顯然，固定環(huán)寬滯環(huán)控制的準確度和平均開關(guān)頻率互相矛盾。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種響應速度快，并且開關(guān)損耗小的直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器。為了達到以上目的，本實用新型的直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器包括信號采樣調(diào)理電路、主控CPU，還包括作為滯環(huán)控制器的FPGA ;所述信號采樣調(diào)理電路的輸出接主控CPU的對應端口，用以輸入采集處理后的網(wǎng)側(cè)三相電壓和電流信號；所述主控CPU的輸出端接所述FPGA的對應輸入端口，用以傳輸運算處理后的信號；所述FPGA的控制輸出端通過驅(qū)動電路接主電路的三相電壓型變換器中全控電力電子器件的通斷受控端，用以調(diào)控供電線路的輸出功率。具體而言，本實用新型的全控電力電子器件為IGBT管。主控CPU采用TMS320F28335 芯片，F(xiàn)PGA 采用 EP1C6Q240C8 芯片。采用本實用新型后，由于以滯環(huán)控制器代替了傳統(tǒng)的定環(huán)寬滯環(huán)比較器，因此，既保證了滯環(huán)比較固有的響應速度快的特性，同時，由于采用模糊規(guī)則根據(jù)實際的偏差值確定環(huán)寬范圍，對應的開關(guān)頻率也被限定在可控的范圍內(nèi)，因此可以有效降低開關(guān)頻率，減小損耗，提高輸出電流的質(zhì)量。以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路框圖。圖2為本實用新型一個實施例的電路框圖。圖3為本實用新型一個實施例的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的一種直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器基本結(jié)構(gòu)如圖2、3所示，包括信號采樣調(diào)理電路、主控CPU(TMS320F28335芯片)，以及作為滯環(huán)控制器的FPGA (EPlC6Q240C8芯片)。信號采樣調(diào)理電路的輸入端接自供電線路的網(wǎng)側(cè)電壓、電流傳感器，輸出接主控CPU的對應端口，用以輸入采集處理后的網(wǎng)側(cè)三相電壓和電流信號。主控CPU的輸出端接FPGA的對應輸入端口，用以傳輸根據(jù)輸入的網(wǎng)側(cè)三相電壓和電流信號求得的網(wǎng)側(cè)實際有功功率P、無功功率Q與參考有功P*及無功Q*的實時差值ΛΡ和AQ。FPGA的控制輸出端通過驅(qū)動電路接主電路的三相電壓型變換器中全控電力電子器件的通斷受控端，用以調(diào)控供電線路的輸出功率。由于FPGA可以根據(jù)全控電力電子器件的特性確定最佳的環(huán)寬基準值hp(hq)，并輸入瞬時功率偏差值，實時確定滯環(huán)寬度調(diào)整值A(chǔ)h:當Ap(Aq)較大時，選擇較大的Ahp(Ahq),以降低開關(guān)頻率和系統(tǒng)損耗；當Λ P ( Λ q)較小時，選擇較小的Λ hp ( Λ hq)，以減小輸出電流諧波，提高電流質(zhì)量；最終由h和Ah共同確定基于模糊規(guī)則滯環(huán)控制的滯環(huán)寬度H。因此可以既保證滯環(huán)比較固有的響應速度快的特性，同時又可以有效降低開關(guān)頻率，減小損耗，保證輸出電流的高質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器，包括信號采樣調(diào)理電路、主控CPU，其特征在于:還包括作為滯環(huán)控制器的FPGA ;所述信號采樣調(diào)理電路的輸出接主控CPU的對應端口，用以輸入采集處理后的網(wǎng)側(cè)三相電壓和電流信號；所述主控CPU的輸出端接所述FPGA的對應輸入端口，用以傳輸運算處理后的信號；所述FPGA的控制輸出端通過驅(qū)動電路接主電路的三相電壓型變換器中全控電力電子器件的通斷受控端，用以調(diào)控供電線路的輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器，其特征在于:所述全控電力電子器件為IGBT管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器，其特征在于:所述主控CPU采用TMS320F28335芯片，所述FPGA采用EP1C6Q240C8芯片。
專利摘要本實用新型涉及一種直接功率控制模糊滯環(huán)調(diào)節(jié)器，屬于電網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域。該調(diào)節(jié)環(huán)包括信號采樣調(diào)理電路、主控CPU，其特征在于還包括作為滯環(huán)控制器的FPGA；所述信號采樣調(diào)理電路的輸出接主控CPU的對應端口，用以輸入采集處理后的網(wǎng)側(cè)三相電壓和電流信號；所述主控CPU的輸出端接所述FPGA的對應輸入端口；所述FPGA的控制輸出端通過驅(qū)動電路接主電路的三相電壓型變換器中全控電力電子器件的通斷受控端，用以調(diào)控供電線路的輸出功率。采用本實用新型后，由于以滯環(huán)控制器代替了傳統(tǒng)的定環(huán)寬滯環(huán)比較器，因此相應速度快、可以有效降低開關(guān)損耗、提高電流質(zhì)量。
文檔編號H02M1/00GK202931174SQ201220574570
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者李軍, 陳曉菊, 李祥, 湯佳靜 申請人:李軍