交直流馈能型电子模拟负载装置及其控制方法_2

文档序号:9890870阅读:来源:国知局
q,经过第3比例积分器,得到逆变单元的无功功率 控制量Uq,具体公式如下:
[0025] Uq = kp3*Iq+ki3*J Iqdt;
[0026] ⑤根据所述的无功功率控制量Uq、有功功率控制量Ud,经过dq-abc派克反变换后, 得到Ξ相逆变单元脉宽调制PWM信号:
[0027]
[002引调节输出侧变换单元的输出电压。
[0029] 所述的输入侧变换单元控制方法包括下列步骤:
[0030] 步骤1,恒功率控制:
[0031 ]选择恒功率控制下,则恒功率控制如下:
[0032]①给定第4比例积分器、第5比例积分器、第6比例积分器的控制参数:Kkp4<100、 0.1<山4<10、1<1^己<100、0.1<4巧<10、1<1^6<100、0.1<山6<10、1<1^7<100、0.1<山7<10,测量输入 侧交流电压Us、交流电流is,并由此得到输入侧交流电压幅值化1、输入侧交流电流幅值Idl、 Iq拟及输入侧交流电压与交流电流的功角目2,计算有功功率P = UsiXIdi,无功功率Q = UsiX Iql ;
[00削②设定有功功率给定值Pref,将Pref和计算得到的P之差进行第4比例积分器控制, 按下列公式计算中间控制量Ud20 :
[0034] Ud20 = kp4*(Pref-P)+ki4*J(Pref-P)dt
[0035] ③根据第4比例积分器输出的中间控制量Ud2〇,结合测量得到的输入侧交流电压化1 与电流Idl,经过下述公式,得到逆变单元控制量Ud2 :
[0036] Ud2 = kp5*(Ud2〇-Idi)+ki5*J(Ud2〇-Idi)dt+Usi
[0037]④设定无功功率给定值Qref,将Qref和计算得到的无功功率Q之差经第6比例积分器 控制,按下列公式计算得到中间控制量Uq20 :
[003引 Uq20 = kp6*(Qref-Q)+ki6*J(Qref-Q)dt
[0039] ⑤根据第6比例积分器的输出值,结合测量得到的输入侧交流电流Iqi,经过第7比 例积分控制,按下列公式计算得到逆变单元控制量Uq2 :
[0040] Uq2 = kp7*(Uq2〇-Iql)+ki7*J(Uq2〇-Iql)dt
[0041 ]⑥根据所述的控制量Ud2、Uq2,经过dq-abc派克反变换后,得到Ξ相逆变单元脉宽 调制PWM信号:
[0042]
[0043] 调节输入侧变换单元的输出电压。
[0044] 步骤2,恒电流控制:
[0045] 选择恒电流控制下,恒电流控制如下:给定有功电流值Idref,上述步骤中,Ud20 = I 化ef ;
[0046] 步骤3,恒电阻控制:
[0047] 选择恒电阻控制下,恒电阻控制如下:给定电阻参考值Rref,上述步骤1中,Ud20 = Usl/lclref。
[004引所述的能量反馈优化方法的能量反馈优化模型函数:
[0049]
[0050] 其中,为Udc的平均值。
[0051] 本发明的特点如下:
[0052] 1.本发明是一个能量反馈的电子模拟负载,通过交流或直流电源进行能量反馈。
[0053] 2.本发明可W模拟恒功率、恒电流、恒阻抗Ξ种模式,功率因数可调。
[0054] 3.本发明可W模拟各种负荷特性曲线,通过显示单元面板进行设置,也可W通过 通讯由上位机进行设置。
[0055] 4.本发明负载试验节电优势明显。
【附图说明】
[0056] 图1是本发明交直流馈能型电子模拟负载装置的结构示意图。
[0057] 图2是本发明输入/输出侧变换单元拓扑示意图。
[005引图3是本发明输入/输出侧Η桥逆变单元示意图。
[0059] 图4是本发明输出侧变换单元控制框图。
[0060] 图5是本发明输入侧变换单元控制框图。
【具体实施方式】
[0061] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明,但不应W此限制本发明的保护范 围。
[0062] 先请参阅图1,图1是本发明交直流馈能型电子模拟负载装置的结构示意图。由图 可见,本发明交直流馈能型电子模拟负载装置,包括:控制器2、输入侧变换单元3、输入侧Η 桥逆变单元4、隔离高频变压器5、输出侧Η桥整流单元6、输出侧变换单元7、显示单元16、输 入电压互感器8、输入电流互感器9、输出电压互感器10、输出电流互感器11、直流电压互感 器12、输入交流端子13、输出交流端子14、输出直流端子15。
[0063] 所述的输入侧变换单元3的输入端与所述的输入交流端子13相连,所述的输入侧 变换单元3的输出端与所述的输入侧Η桥逆变单元4的输入端相连;所述的输入侧Η桥逆变单 元4的输出端与所述的隔离高频变压器5的输入端相连;所述的隔离高频变压器5的输出端 与所述的输出侧Η桥整流单元6的输入端相连;所述的输出侧Η桥整流单元6的输出端与所述 的输出侧变换单元7的输入端相连;所述的输出侧变换单元7的输出端与所述的输出交流端 子14相连;所述的输出直流端子15接所述的输出侧Η桥整流单元6的输出端;
[0064] 所述的输入电压互感器8的输入侧与所述的输入侧变换单元3的输入端主电路相 连,所述的输入电压互感器8的电压信号输出端与所述的控制器2对应的输入电压信号输入 端口相连;所述的输入电流互感器9串接在所述的输入侧变换单元3的输入主电路中,所述 的输入电流互感器9的电流信号输出端与所述的控制器2对应的输入电流信号输入端口相 连;
[0065] 所述的输出电压互感器10的输入侧与所述的输出侧变换单元7的输出端的主电路 相连,所述的输出电压互感器10的电压信号输出端与所述的控制器2对应的输出电压信号 输入端口相连;所述的输出电流互感器11串接在所述的输出侧变换单元7的输出主电路中, 其电流信号输出端与所述的控制器2对应的输出电流信号输入端口相连;
[0066] 所述的直流电压传感器12的输入侧与所述的输出侧Η桥整流单元6的输出直流端 电路相连,所述的直流电压传感器12的电压信号输出端与所述的控制器2对应的直流电压 信号输入端口相连,所述的;
[0067] 所述的控制器2的输出的脉宽调制信号PWMsi23、PWMo123端口分别与所述的输入侧变 换单元3的PWM控制信号端、所述的输出侧变换单元7的PWM控制信号端相连;所述的控制器2 的本地通讯端口与所述的显示单元16的通讯端口相连,所述的控制器2的远端通讯端口与 上位机通讯相连。
[0068] 本发明交直流馈能型电子模拟负载装置系统中,所述输入侧变换单元与输出侧变 换单元包括与交流Ξ相连接的Ξ相逆变结构与公共直流母线电容,其中每相逆变结构均包 括:第一绝缘栅双极型晶体管(W下简称为IGBT)、第二IGBT,其中所述第一IGBT的发射极连 接所述第二IGBT的集电极,所述第一 IGBT的集电极通过所述公共直流母线电容与所述第二 IGBT的发射极连接,作为逆变单元的控制端的所述第一 IGBT和第二IGBT的控制端,其与对 应相逆变单元PWM信号对应的控制单元的逆变单元PWM信号输出端相连,其中所述第一 IGBT 和第二IGBT的控制端的信号相反,第二IGBT的集电极为逆变单元的交流输出端,所述公共 直流母线电容两端为逆变单元的直流输入端,其电压为逆变单元的直流电压化C。
[0069] 上述方案中,由于第一IGBT的控制端和第二IGBT的控制端信号相反,控制单元的 逆变单元PWM信号输出端输出的逆变单元PWM信号可经外部反相器或者由控制单元内部生 成相反的逆变单元PWM信号,然后将逆变单元PWM信号和相反的逆变单元PWM信号对应输入 第一 IGBT的控制端和第二IGBT的控制端。
[0070] 本发明交直流馈能型电子模拟负载装置系统中,所述输入侧Η桥逆变单元与输出 侧Η桥
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