[發明專利]一種航空電驅動系統用能量回饋裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202011512496.2
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112477608A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 李寧;吳東華;胡登軍;閻明;范愷
• 申請（專利權）人: 陜西航空電氣有限責任公司
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60L7/16;H02P27/08;H02P29/024
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種航空電驅動系統用能量回饋裝置，其特征在于：包括儲能單元、雙向DC/DC變換器、信號采樣電路、PWM邏輯控制電路及驅動電路；

所述儲能單元用于存儲航空電驅動系統回饋能量；

所述雙向DC/DC變換器實現儲能單元和航空電驅動系統間的能量傳遞；

所述信號采樣電路采集航空電驅動系統的母線電壓、儲能單元端電壓和儲能單元充放電電流；

所述PWM邏輯控制電路根據采樣結果產生控制雙向DC/DC變換電路的PWM控制信號；

所述驅動電路將PWM邏輯控制電路輸出的控制信號轉換成雙向DC/DC變換器中兩個開關管的驅動信號，并輸出給雙向DC/DC變換器。

2.根據權利要求1所述一種航空電驅動系統用能量回饋裝置，其特征在于：所述雙向DC/DC變換器采用非隔離式雙相DC/DC變換器電路。

3.根據權利要求1所述一種航空電驅動系統用能量回饋裝置，其特征在于：所述PWM邏輯控制電路產生的PWMA和PWMB兩路控制信號為互非的兩路控制信號，其中PWMA信號使雙向DC/DC變換器工作在Buck電路模式，對儲能單元進行恒流充電；PWMB信號使雙向DC/DC變換器工作在BOOST電路模式，釋放儲能單元的能量來平滑航空電驅動系統的母線電壓。

4.利用權利要求1所述能量回饋裝置實現航空電驅動系統能量回饋的方法，其特征在于：

所述能量回饋裝置掛接在航空電驅動系統直流母線上；

航空電驅動系統上電工作時，機上直流電源加載到直流母線P、N端，并對能量回饋裝置的儲能單元進行預充電：當儲能單元端電壓低于預設值U_CL時，由PWM邏輯控制電路產生控制信號經驅動電路后輸出PWMA信號，雙向DC/DC變換器工作在Buck電路模式，對儲能單元進行恒流充電；直至儲能單元端電壓充至預設值U_CL，預充電過程結束，此時關斷雙向DC/DC變換器的兩個開關管Q1、Q2，能量回饋裝置處于待機狀態；

航空電驅動系統運行過程中，當整個系統負載端出現加載或突然加速導致P、N端母線電壓U_PN出現波動時，若檢測到母線電壓U_PN跌落到下限閾值U_L時，PWM邏輯控制電路產生控制信號經驅動電路后輸出PWMB信號，雙向DC/DC變換器工作在BOOST電路模式，釋放儲能單元的能量來平滑P、N母線端的電壓，當母線電壓U_PN高于額定值U_d時，停止放電，此時關斷Q1、Q2，能量回饋裝置回到待機狀態；

當航空電驅動系統負載端電機由高速運行到急停或運行在制動狀態時，會有能量回饋到母線上導致P、N端母線電壓U_PN驟升；若檢測到母線電壓U_PN上升到上限閾值U_H時，PWM邏輯控制電路輸出PWMA信號，使雙向DC/DC變換器工作在Buck模式，為儲能單元充電儲能，當母線電壓U_PN低于額定值U_d時，停止放電，此時關斷Q1、Q2，能量回饋裝置回到待機狀態；為儲能單元充電儲能過程中，若回饋能量較大，使儲能單元端電壓高于其上限閥值U_CH時，也關斷Q1、Q2，能量回饋裝置回到待機狀態，電機驅動系統回饋的剩余能量由其自身的能耗電阻消耗掉。