[發明專利]一種直流電壓采樣電路實現的取力車載電源系統

有效

• 申請號: 202011157217.5
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112468042B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 何超;王潞鋼;姜濤
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;G01R19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

1.一種直流電壓采樣電路實現的取力車載電源系統，其特征在于包括：整流二極管、直流電容、逆變電路、控制器、勵磁電源和小容量直流采樣電路；其中，

整流二極管接收發電機發出的交流電，將交流電整流成帶脈動的直流電，輸出給直流電容；

直流電容對接收的帶脈動的直流電進行濾波處理，得到平直的直流電，輸出給逆變電路；

逆變電路在控制器的控制下，將平直的直流電逆變成穩定的交流電，供外部負載使用；

小容量直流采樣電路實時采集發電機發出的交流電的電壓并將其轉換為采樣直流電；

控制器實時采集小容量直流采樣電路的采樣直流的電壓、直流電容輸出給逆變電路的平直的直流電的電壓、外部負載的電流以及勵磁電源輸出給發電機的勵磁電流，監測采樣直流的電壓和平直的直流電的電壓兩個電壓的變化趨勢，根據變化趨勢控制勵磁電源增大或減小勵磁電流，并將增大或減小勵磁電流傳輸給發電機；其中，

所述小容量直流采樣電路包括耗散電阻R、濾波電容C、三相整流電路和變壓器T；其中，變壓器T輸入接發電機端電壓，輸出接三相整流電路，三相整流電路的輸出接濾波電容C，再接耗散電阻R；

所述三相整流電路包括整流二極管D1、整流二極管D2、整流二極管D3、整流二極管D4、整流二極管D5、整流二極管D6；其中，

整流二極管D1和整流二極管D2串聯形成第一整流支路，整流二極管D3和整流二極管D4串聯形成第二整流支路，整流二極管D5和整流二極管D6串聯形成第三整流支路；第一整流支路、第二整流支路和第三整流支路并聯；

濾波電容C為：C＝13.24/{f×(U/I)×ACv}；其中，C是濾波電容，單位為F；f是整流電路的脈沖頻率，單位是Hz；U是整流電路最大輸出電壓，單位是V；I是整流電路最大輸出電流，單位是A；Acv是波紋系數；

采樣直流的電壓和平直的直流電的電壓的關系為：

U_dc(real)＝k_(s)×U_dc(s)+b_(s)；

其中，s_n＜s＜s_n+1，n＝1、2、3、4、5，U_dc(real)為平直的直流電的電壓，U_dc(s)為采樣直流的電壓，s為某段里的值，s_n為某一段的起始值，s_n+1為某一段的終點值，n為電壓值分段數量。

2.根據權利要求1所述的直流電壓采樣電路實現的取力車載電源系統，其特征在于：當兩個電壓降低時，控制勵磁電源增大勵磁電流，將增大的勵磁電流傳輸給發電機；當兩個電壓增高時，控制勵磁電源減小勵磁電流，將減小的勵磁電流傳輸給發電機。

3.根據權利要求1所述的直流電壓采樣電路實現的取力車載電源系統，其特征在于：耗散電阻R的作用是消耗濾波電容的能量，考慮耗散電阻功率不能太大，耗散電阻功率不能大于40W。

4.根據權利要求1所述的直流電壓采樣電路實現的取力車載電源系統，其特征在于：控制器采用雙閉環控制方式獲得勵磁電流輸出指令，所述雙閉環包括內環和外環，其中內環是勵磁電流環，外環是直流電壓環，控制器、勵磁電源、發電機和小容量直流采樣電路構成雙閉環。

5.根據權利要求4所述的直流電壓采樣電路實現的取力車載電源系統，其特征在于：控制器的控制方法如下：

(1)控制器實時采集直流電電壓以及勵磁電源輸出給發電機的勵磁電流，根據直流電壓，對外環進行PID控制，向內環輸出勵磁電流調節指令；

(2)控制器根據勵磁電流調節指令和勵磁電源輸出給發電機的實時勵磁電流，對內環進行PI控制，得到勵磁電源的占空比指令，勵磁電源根據所述占空比指令向發電機輸出相應的勵磁電流。