[發明專利]一種基于電流源的無線發射器電源均流控制器及方法

有效

• 申請號: 202110360565.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113078831B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 張昌浩;張秀海;梁啟余
• 申請（專利權）人: 張昌浩
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/23;H02M1/08;H02M1/088;H02J1/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種基于電流源的無線發射器電源均流控制方法，基于無線發射器電源均流控制器，包括工頻電網(1)、交流LC濾波器(2)、電流源模塊一(3)、電流源模塊二(4)、直流電抗器(5)、發射器負載(6)、電壓傳感器(7)、電流傳感器一(8)、鎖相環(9)、PI控制器一(10)、電流傳感器二(11)、低通濾波器一(12)、PI控制器二(13)、PI控制器三(14)、PI控制器四(15)、PI控制器五(16)、電流傳感器三(17)、低通濾波器二(18)、PI控制器六(19)、SVPWM調制模塊(20)、第一加法器(21)、第二加法器(22)、第三加法器(23)、第四加法器(24)、第一減法器(25)、第二減法器(26)、第三減法器(27)、第四減法器(28)、第五減法器(29)；

所述工頻電網(1)與交流LC濾波器(2)、電壓傳感器(7)和電流傳感器一(8)相連；電流源模塊一(3)和電流源模塊二(4)并聯后的交流側與所述交流LC濾波器(2)連接；

所述電流源模塊一(3)與電流源模塊二(4)的直流側均與直流電抗器(5)的一端相連；每個電流源模塊的上橋臂的直流電抗器(5)相互并聯后與發射器負載(6)相連；每個電流源模塊的下橋臂的直流電抗器(5)相互并聯后也與發射器負載(6)相連；

所述電壓傳感器(7)和電流傳感器一(8)用于采集三相電網電壓v_g，abc與三相電網電流i_g，abc，并將所采集的電壓電流信息傳遞至鎖相環(9)；所述鎖相環(9)與電壓傳感器(7)和電流傳感器一(8)相連，鎖相環(9)獲取三相電網電壓v_g，abc與三相電網電流i_g，abc后，生成功率因數角θ_g并將其傳送至PI控制器一(10)；

所述PI控制器一(10)與鎖相環(9)相連，在獲取功率因數角θ_g后，生成延遲角α；所述電流傳感器二(11)與直流電抗器(5)相連以采集四個直流橋臂電流；

所述低通濾波器一(12)與電流傳感器二(11)相連，用于濾除直流橋臂電流中的高頻成分，并生成直流電流I_p1、I_p2、I_n1、I_n2，分別連接至第一減法器(25)、第二減法器(26)、第三減法器(27)、第四減法器(28)；

所述PI控制器二(13)與第一減法器(25)相連，生成延遲角變化量Δα₁，送入第一加法器(21)；

所述PI控制器三(14)與第二減法器(26)相連，生成延遲角變化量Δα₂，送入第二加法器(22)；

所述PI控制器四(15)與第三減法器(27)相連，生成調制比變化量Δm_a1，送入第三加法器(23)；

所述PI控制器五(16)與第四減法器(28)相連，生成延遲角變化量Δm_a2，送入第四加法器(24)；

所述發射器負載(6)依次與電流傳感器三(17)、低通濾波器二(18)、第五減法器(29)、PI控制器六(19)相連，PI控制器六(19)與第三加法器(23)和第四加法器(24)相連；電流傳感器三(17)從發射器負載(6)的一端采集負載電流；所述低通濾波器二(18)濾除負載電流中的高頻成分，并生成負載電流I_dc；所述PI控制器六(19)生成總調制比m_a送至第三加法器(23)、第四加法器(24)；

所述第一加法器(21)與PI控制器一(10)和PI控制器二(13)相連，生成電流源模塊一延遲角α₁送至SVPWM調制模塊(20)；

所述第二加法器(22)與PI控制器一(10)和PI控制器三(14)相連，生成電流源模塊二延遲角α₂送至SVPWM調制模塊(20)；

所述第三加法器(23)與PI控制器四(15)和PI控制器六(19)相連，生成電流源模塊一調制比m_a1送至SVPWM調制模塊(20)；

所述第四加法器(24)與PI控制器五(16)和PI控制器六(19)相連，生成電流源模塊二調制比m_a2送至SVPWM調制模塊(20)；

所述SVPWM調制模塊(20)與第一加法器(21)、第二加法器(22)、第三加法器(23)、第四加法器(24)相連，接收m_a1、α₁、m_a2、α₂，并生成電流源模塊一調制信號與電流源模塊二調制信號，SVPWM調制模塊(20)與電流源模塊一(3)和電流源模塊二(4)相連，用于控制兩個模塊中相應開關管的通斷，其特征在于，包括以下步驟：

(1)工頻電網(1)提供電能；電流源模塊一(3)與電流源模塊二(4)用于進行交直流電能變換，并通過交流LC濾波器(2)濾除高頻紋波和輔助電流源模塊換相過程；通過直流電抗器(5)平抑直流電流的波動；

(2)發射器負載(6)接收電網傳遞的電能；電壓傳感器(7)采集三相電網電壓v_g，abc與三相電網電流i_g，abc，并將所采集的電壓電流信息傳遞至鎖相環(9)；鎖相環(9)在獲取電網電壓v_g，abc與電網電流i_g，abc后，生成功率因數角θ_g并將其傳送至PI控制器一(10)；

(3)PI控制器一(10)在獲取功率因數角θ_g后，生成延遲角α；

(4)電流傳感器二(11)采集四個直流橋臂電流；低通濾波器一(12)濾除直流橋臂電流中的高頻成分，并生成直流電流I_p1、I_p2、I_n1、I_n2；

(5)PI控制器二(13)生成延遲角變化量Δα₁；PI控制器三(14)生成延遲角變化量Δα₂；PI控制器四(15)生成調制比變化量Δm_a1；PI控制器五(16)生成延遲角變化量Δm_a2；

(6)電流傳感器三(17)從發射器負載(6)的一端采集負載電流；低通濾波器二(18)濾除負載電流中的高頻成分，并生成負載電流I_dc；PI控制器六(19)生成總調制比m_a送至第三加法器(23)、第四加法器(24)；

(7)第一加法器(21)生成電流源模塊一延遲角α₁送至SVPWM調制模塊(20)；第二加法器(22)生成電流源模塊二延遲角α₂送至SVPWM調制模塊(20)；第三加法器(23)生成電流源模塊一調制比m_a1送至SVPWM調制模塊(20)；第四加法器(24)生成電流源模塊二調制比m_a2送至SVPWM調制模塊(20)；

(8)SVPWM調制模塊(20)接收m_a1、α₁、m_a2、α₂，并生成電流源模塊一調制信號與電流源模塊二調制信號，SVPWM調制模塊(20)用于控制電流源模塊一(3)、電流源模塊二(4)中相應開關管的通斷。