[發明專利]基于滑動均流的均流裝置及均流方法

在審

• 申請號: 202010445363.1
• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN111509998A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 劉金鳳;張正蕾;曲鑫;何佳偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02;H02M1/32;H02J1/10
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊紅娟

本發明公開了基于滑動均流的均流裝置及均流方法，屬于發電機均流控制領域。本發明針對現有技術的均流方法有延時問題的存在，降低了濾波精度和抗干擾能力的問題。本發明包括若干并聯的整流單元，生成若干路整流電流；滑動均流單元，根據所述整流電流生成對應的若干均流信號；雙閉環PI控制單元，根據所述均流信號、整流電流和負載電壓生成若干PWM信號，PWM信號數量與所述均流信號的數量相同。本發明提高了濾波精度和抗干擾能力，均流精度高。

技術領域

本發明涉及發電機均流控制領域，特別是涉及基于滑動均流的均流裝置及均流方法。

背景技術

高頻開關電源的發展推進了電機技術與電力電子技術的融合，使得依托于發電機實現低壓大功率直流電源的方案被廣泛關注。本文利用多相永磁同步發電機和模塊化的整流單元實現一體化的直流輸出系統。低電壓大電流整流模塊制網絡，通過模塊化整流并聯方式，直接實現穩定可控的一體化低壓大直流電輸出的新型發電機，非常適合艦船、機車以及野外作業等特殊場合對直流電源的要求。如果各個并聯的整流模塊之間的電流不均衡就會燒毀整個模塊，同時還會降低輸出功率，因此均流技術是并聯整流模塊實現低壓大電流輸出的關鍵技術。在中國發明專利CN104009465A中公開一種基于平均電流法的直流電源系統的數字均流方法。其中每個電源模塊獲得其它電源模塊的工作參數后,結合自身的工作參數計算平均負載率、電流校正量、平均控制通道響應速度和當前電壓環控制器的比例增益,實現電流校正量和電壓環控制器的比例增益的更新。在美國專利申請公開說明書US6141231中也公開了一種使用改進的主/從方案在并行電源之間提供電流共享的電路和方法。均流電路集成到每個電源中，均包括其自身的控制器，該控制器產生內部控制信號，并與均流總線上的其他電源模塊互連。均流電路包括開關，當閉合時，該開關可操作以將電源內部控制信號連接至均流總線，而當斷開時，將其與均流總線斷開。開關由主/從邏輯控制，該邏輯確定電源是主電源還是從電源，并相應地控制開關。通過關閉所有開關來確定主設備，從而將所有電源的內部控制信號放置在總線上。確定其控制信號首先到達總線的電源為主機，然后通過將它們指定為從機的主機/從機邏輯斷開所有其他并行電源的開關。

主從設置法即是認為選定一個模塊作為主模塊，其余模塊作為從模塊。用主模塊的電壓調節器來控制其余并聯模塊的電壓調整值。由于各從模塊電流按同一基準電流調制，從而與主模塊電流一致，實現均流。提高了均流效果，但其主要缺點有:主從模塊問必須有通訊聯系，使系統復雜；如果主模塊失效，則整個電源系統不能工作，因此這個方法不適用于冗余并聯系統；電壓環的帶寬大，容易受外界干擾。平均電流法是均流母線的電壓為各模塊電流信的平均值，然后各模塊的電流信號再與均流信號比較，得到補償量用來進行控制。平均電流自動均流法可以精確均流。但是，當連接在母線上的某一個模塊不工作時，將導致母線平均值降低，電壓下調，到達下線時出現故障。上述的兩種均流法是在沒有外界擾動和電阻電感值在運行過程中不變的基礎之上實現均流，因此其抗擾動性能差。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了基于滑動均流的均流裝置及均流方法，實現并聯整流單元之間的均流，避免了延時問題的存在，從而提高了濾波精度和抗干擾能力。

本發明一方面提供了基于滑動均流的均流裝置，包括：

若干并聯的整流單元，生成若干路整流電流；

滑動均流單元，根據所述整流電流生成對應的若干均流信號；

雙閉環PI控制單元，根據所述均流信號、整流電流和負載電壓生成若干PWM信號，PWM信號數量與所述均流信號的數量相同。

進一步的，所述滑動均流單元包括：

若干并聯的濾波模塊，用以濾除整流電流中的擾動分量，得到模塊電流；

判斷模塊，比較所述模塊電流，得到最大電流值；

比較模塊，比較所述最大電流值與所述模塊電流，得到電流差；