[發(fā)明專利]一種基于非閉合電流互感器的取電裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310624413.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN103607124A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建德;王智博;駱定華;吳成才;何湘寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江圖維電力科技有限公司;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/217
• 分類號(hào): H02M7/217
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于非閉合電流互感器的取電裝置，其特征在于，包括：

電流互感器，用于獲取穿過(guò)其磁芯的高壓電纜上的感應(yīng)電流，以形成交流感應(yīng)電能；

整流單元，用于將所述的交流感應(yīng)電能轉(zhuǎn)換為直流電能，以得到直流輸出電壓；

控制單元，用于通過(guò)控制所述的整流單元以調(diào)節(jié)整流單元的直流輸出電壓；

所述的整流單元為單相全橋整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其由四個(gè)帶反并二極管的開關(guān)管Q1～Q4組成；其中，開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q4為一組上下橋臂，開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q3為另一組上下橋臂；所述的四個(gè)開關(guān)管Q1～Q4的控制極接收來(lái)自控制單元的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取電裝置，其特征在于：所述的整流單元直流輸出側(cè)兩端并聯(lián)有濾波電容。

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的取電裝置的控制方法，包括如下步驟：

首先，采集電纜電流信號(hào)，并檢測(cè)所述的電纜電流信號(hào)從負(fù)極性跳轉(zhuǎn)至正極性的過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻；

然后，對(duì)于電纜電流信號(hào)的任一過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，對(duì)該過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻計(jì)時(shí)延遲時(shí)長(zhǎng)t_d后，使開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q4關(guān)斷，開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q3開通，經(jīng)開通時(shí)間T_d后交換使開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q3關(guān)斷，開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q4開通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述的開通時(shí)間T_d=0.5T，T為電纜電流信號(hào)的周期。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述的時(shí)長(zhǎng)t_d根據(jù)以下關(guān)系式計(jì)算確定：

Uref=22IsRLnπcos(ω0td)]]>

其中：U_ref為參考輸出電壓，I_s為電纜電流信號(hào)的有效值，R_L為取電裝置所接負(fù)載的阻值，n為電流互感器的副邊匝數(shù)，ω₀為電纜電流信號(hào)的角頻率。

6.一種如權(quán)利要求1或2所述的取電裝置的控制方法，包括如下步驟：

首先，采集電纜電流信號(hào)以及整流單元的直流輸出電壓，并檢測(cè)所述的電纜電流信號(hào)從負(fù)極性跳轉(zhuǎn)至正極性的過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻；

然后，對(duì)于電纜電流信號(hào)的第i個(gè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，i為大于0的自然數(shù)，對(duì)該過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻計(jì)時(shí)延遲時(shí)長(zhǎng)t_i后，使開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q4關(guān)斷，開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q3開通，經(jīng)開通時(shí)間T_i后交換使開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q3關(guān)斷，開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q4開通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述的開通時(shí)間T_i根據(jù)以下方法確定：

首先，使預(yù)設(shè)的參考輸出電壓減去所述的直流輸出電壓得到電壓誤差ΔU；

然后，根據(jù)電壓誤差ΔU確定補(bǔ)償時(shí)間ΔT；

最后，根據(jù)公式T_i=0.5(T+ΔT)確定開通時(shí)間T_i，T為電纜電流信號(hào)的周期。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于：根據(jù)電壓誤差ΔU確定補(bǔ)償時(shí)間ΔT的具體標(biāo)準(zhǔn)如下：

若ΔU=0，則ΔT=0；

若ΔU≠0，將延遲時(shí)長(zhǎng)t_i調(diào)節(jié)至t_i+1，則ΔT=t_i+1-t_i。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的控制方法，其特征在于：對(duì)于電纜電流信號(hào)的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，其對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)長(zhǎng)t₁根據(jù)以下關(guān)系式計(jì)算確定：

Uref=22IsRLnπcos(ω0t1)]]>

對(duì)于其他任一過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻，其對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)長(zhǎng)t_i+1根據(jù)以下關(guān)系式計(jì)算確定：

t_i+1=cos^-1(tmp)/ω₀

tmp=cos(ω₀t_i)+K_pΔU

其中：ω₀為電纜電流信號(hào)的角頻率，K_p為比例系數(shù)，U_ref為參考輸出電壓，I_s為電纜電流信號(hào)的有效值，R_L為取電裝置所接負(fù)載的阻值，n為電流互感器的副邊匝數(shù)。