CN117613897A - 一种双向电源并机控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于双向电源并机控制领域,具体涉及一种正向输出的电压源,反向回馈作为电网模拟器的多台电源并机控制电路。本发明所设计并机控制电路能够实现正向三相输出、正向并联单相输出、正向多台电源并联三相或者单相、反向三相回馈、反向并联单相回馈及反向多台电源并联三相或者单相回馈功能,具有功能强、环流低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及双向电源并机控制领域,具体涉及一种正向输出的电压源,反向回馈作为电网模拟器的多台电源并机控制电路。
背景技术
随着近几年新能源行业的蓬勃发展,不同功率等级的双向电源需求日益增加,即要满足正向作为电压源的需求,又要作为电网模拟器,具有反向电网回馈的功能。同时,为了扩展双向电源的应用范围,兼顾不同功率的应用场景,双向电源应具备多台并机功能,根据负载的不同增加或者减少双向电源台数,提高双向电源的灵活扩展性。
为了提高双向电源并机可靠性,要求双向电源在并机系统中,正向输出和反向回馈均能实现良好的环流抑制,降低双向电源功率器件的电流应力,尤其开关管的电流应力,并降低它的热应力,防止某台双向电源因为器件性能差异,工作特性的改变,在正向输出或者反向回馈中分配更多功率,超过自身的热应力和电流应力,造成电源的损坏。传统双向电源并机方案大多采用主从控制或者分布式集中控制。主从控制方式默认从机输出状态和主机相同,达到理论上环流为零,但是实际应用中,受器件非线性的影响,不可避免会产生环流,当并机台数达到一定数量后,并机均流效果将会变差。分布式集中控制,需要将各台双向电源的输出电压电流采样送入集中控制系统,计算各台之间的环流,并对各台双向电源输出进行调节,抑制双向电源各台之间的环流,达到一个动态平衡的状态,
但是集中控制受限于系统通信压力,实时调整时间和并机台数、通信速度有关,且多台并机下的正向运行和反向运行切换,调整时间会进一步拉长,导致环流抑制效果会变差。
为此,研发一种实时响应的低环流双向电源并机电路尤为重要。
发明内容
本发明目的是提供一种双向电源并机控制电路及控制方法,具备单三相切换的双向电源并机环流抑制电路及不同模态的控制方法,不仅能够控制主从机电源的输出电压一致,实现不同电源之间的环流稳态抑制,而且抑制电源本身器件参数误差造成的输出环流,通过环流误差实时调整输出电压,达到环流的动态抑制。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种双向电源并机控制电路,主机电源和从机电源均包括三相工作模组,每相工作模组结构相同,工作模组包括电压外环PI控制环节和电流内环PI控制环节,电压外环PI控制环节包括由运算放大器OP1及其外围电路构成的比例积分放大电路,输出与电流内环PI控制环节输入连接,电流内环PI控制环节包括由运算放大器OP5及其外围电路构成的比例积分放大电路;
外部给定信号Ug、输出电压反馈信号Uf分别连接电压外环PI控制环节的输入端,电压外环PI控制环节的输出端连接至电流内环PI控制环节的输入端。
外并机的主机外环输出控制信号VEA-OUT信号通过切换开关S6与电压外环PI控制环节的输出端相连接,主机切换自身开关S1、S6,从机切换S6时,VEA-OUT信号与主机电压外环PI控制环节的输出端相连,并作为从机的内环PI控制环节的给定。
进一步的,工作模组还包括由运算放大器OP2及其外围电路构成的第一电压跟随器、由运算放大器OP3及其外围电路构成的第二电压跟随器、由运算放大器OP4及其外围电路构成的第三电压跟随器;
电感电流反馈信号IKL连接运算放大器OP4的反相输入端,输出电流反馈信号IKO和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS均连接运算放大器OP3的反相输入端,UGi经过开关S1、S4后连接到运算放大器OP2的同相输入端,运算放大器OP2的输出端经过开关S3后与运算放大器OP3、OP4的输出一同连接至电流内环PI控制环节的输入端,电压外环PI控制环节的输出端与电流内环PI控制环节的输入端之间串联开关S1、S2。
进一步的,工作模组的电路具体实现为:
电阻R1与电容C1并联后,一端接外部给定信号Ug,另一端接入运算放大器OP1的反相输入端;电阻R2与电容C2并联后,一端接输出电压反馈信号Uf,另一端接入运算放大器OP1的反相输入端;运算放大器OP1的同相输入端与电阻R4连接后接地,运算放大器OP1的反相输入端和输出端之间接有串联的电阻R3和电容C3,运算放大器OP1的输出端依次与开关S1、开关S2、电阻R5连接后与运算放大器OP5的反相输入端相连;
运算放大器OP5的同相输入端与电阻R6连接后接地,反相输入端与输出端之间接有串联的电阻R7和电容C4,输出端与电源功率模组连接;
内并机主模组外环输出控制信号VEA-BUS连接运算放大器OP2的同相输入端,运算放大器OP2的同相输入端还经过开关S4、S1与运算放大器OP1的输出端连接,反相输入端与输出端短接,输出端依次经过电阻R8、开关S3后与运算放大器OP5反相输入端连接;
输出电流反馈信号IKO通过电阻R9、R10与运算放大器OP3的同相输入端连接,输出平均电流反馈信号IKIO-BUS通过开关S5与电阻R9、R10的连接点相连,运算放大器OP3的反相输入端和输出端短接,输出端经过电阻R11连接到运算放大器OP5的反相输入端;
电感电流反馈信号IKL通过电阻R12与运算放大器OP4的同相输入端连接,反相输入端与输出端短接,输出端经过电阻R13连接到运算放大器OP5的反相输入端。
本发明还公开一种基于上述控制电路的双向电源并机控制方法,包括正向三相运行模式、反向三相运行模式;
正向三相运行模式和反向三相运行模式中,开关S1、S2闭合,开关S3-S6均断开,三个独立的工作模组每路作为一相输出,共同组成输出的三相;
工作模组输入主模组给定信号Ug、输出电压反馈信号Uf、电感电流反馈信号IKL、输出电流反馈信号IKO,经PI控制环节调节后输出控制信号Ucomp控制电源功率模组,进而控制输出波形。
该控制方法还包括正向单相运行模式、反向单相运行模式、正向外并机三相运行模式、反向外并机三相运行模式、正向外并机单相运行模式、反向外并机单相运行模式;
正向单相运行模式和反向单相运行模式中,主模组S1、S3、S4、S5闭合,S2、S6断开,从模组S3、S4、S5闭合,S1、S2、S6断开,三相模组并联单相运行;
正向外并机三相运行模式和反向外并机三相运行模式中,主机S1、S3、S4、S5、S6闭合,S2断开,从机S3、S4、S5、S6闭合,S1、S2断开,三相独立的并联多工作模组共同组成输出的三相;
正向外并机单相运行模式和反向外并机单相运行模式中,主机S1、S2、S5、S6闭合,S3、S4断开,从机S2、S5、S6闭合,S1、S3、S4断开,多台机器多模组并联单相运行;
工作模组或并联多工作模组输入主模组给定信号Ug、输出电压反馈信号Uf、电感电流反馈信号IKL、输出平均电流反馈信号IKIO-BUS,经PI控制环节调节后输出控制信号Ucomp控制电源功率模组,进而控制输出波形。
正向三相运行模式、正向外并机三相运行模式、正向单相运行模式或正向外并机单相运行模式中,电感电流反馈为负反馈采样,输出电流为正反馈,正向三相运行模式和正向外并机三相运行模式中,电感电流反馈为负反馈采样,输出电流为正反馈;反向三相运行模式、反向外并机三相运行模式、反向单相运行模式或反向外并机单相运行模式中,电感电流反馈为正反馈采样,输出电流或输出平均电流为负反馈。
进一步的,正向三相运行模式和反向三相运行模式中每相工作模组的工作方式为:外部给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大得到外环输出信号UGi,用于跟随输出电压误差,同时,电压外环输出信号UGi,并同电感电流反馈信号IKL、输出电流反馈信号IKO比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp;
正向单相运行模式和反向单相运行模式是三相工作模组并联单向运行:主模组给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大后得到信号UGi作为内环的基准,同时将主模组的误差放大信号UGi送给另外两个模组,作为两个从模组内环的基准信号,每个模组再同电感电流反馈信号IKL、输出平均电流反馈信号IKIO-BUS比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp;
并联多工作模组的工作模式为:主模组给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大后得到信号UGi作为内环的基准,同时将主模组的误差放大信号UGi送给其他从模组,作为其他从模组内环的基准信号,每个模组再同电感电流反馈信号IKL、输出平均电流反馈信号IKIO-BUS比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp。
进一步的,在正向单相运行模式中,当模组输出电流高于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个负的误差信号,并将负误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整降低Ucomp;
当模组输出电流低于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个正的误差信号,并将正误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整提升Ucomp。
在反向单相运行模式中,当模组回馈电流高于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个正的误差信号,并将正误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整升高Ucomp;
当模组输出电流低于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个负的误差信号,并将负误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整降低Ucomp。
本发明的优点在于:本提供了一种具备单三相切换的双向电源并机环流抑制电路,采用电压外环,电感电流和输出电流前馈的内环控制方式。主机电源电压外环误差放大信号同时作为自身和从机电源内环的给定信号,用于控制主从机电源的输出电压一致,实现不同电源之间的环流稳态抑制。电流内环控制方式用于抑制电源本身器件参数误差造成的输出环流,通过环流误差实时调整输出电压,达到环流的动态抑制。本发明所设计并机控制电路能够实现正向三相输出、正向并联单相输出、正向多台电源并联三相或者单相、反向三相回馈、反向并联单相回馈及反向多台电源并联三相或者单相回馈功能,具有功能强、环流低的优点。
附图说明
图1为本发明的双向电源并机控制电路原理图;
图2为本发明的正向三相运行原理框图;
图3为本发明的正向单相运行原理框图;
图4为本发明的多台电源并机正向运行原理框图;
图5为本发明的反向三相运行原理框图;
图6为本发明的反向单相运行原理框图;
图7为本发明的多台电源并机反向运行原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例提供了一种具备单三相切换的双向电源并机环流抑制电路及控制方法,采用电压外环,电感电流和输出电流前馈的内环控制方式。主机电源电压外环误差放大信号同时作为自身和从机电源内环的给定信号,用于控制主从机电源的输出电压一致,实现不同电源之间的环流稳态抑制。电流内环控制方式用于抑制电源本身器件参数误差造成的输出环流,通过环流误差实时调整输出电压,达到环流的动态抑制。
本发明的电路构成请参照图1,电压外环主要电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、C2、C3和运算放大器OP1构成,共同组成了电压外环PI控制环节。电阻R1左边和电容C1左边相连,并接给定信号Ug,电阻R1右边和电容C1右边相连,即电阻R1和电容C1并联;电阻R2左边和电容C2左边相连,并接反馈信号Uf,电阻R2右边和电容C2右边相连,即电阻R2和电容C2并联;同时电阻R1、R2、电容C1、C2右边相连接运算放大器OP1的反相输入端,电阻R3的右边和电容C3左边相连,电阻R3左边连接运算放大器OP1反相输入端,电容C3右边连接运算放大器OP1输出引脚,即电阻R3和电容C3串联。
电流内环由电阻R5-R10、电容C3、运算放大器OP2-OP5构成,共同组成了电流内环PI控制环节,开关S1-S6组成了系统单三相控制和多台双向电源并机切换电路。开关S1左边连接运算放大器OP1输出UGi,开关S1右边和开关S4下面、开关S2左边、开关S6的右边相连,开关S6左边连接信号VEA-OUT。开关S4一边连接开关S1的右边,另一边连接运算放大器OP2的同相输入端。运算放大器OP2同相输入端接信号VEA-BUS,运算放大器OP2的反相输入端和OP2输出引脚相连,组成电压跟随器;电阻R8左边和运算放大器OP2输出引脚相连,右边连接开关S3的左边,开关S3的右边和运算放大器OP5的反相输入端相连。电阻R9的左边连接信号IKO,右边连接开关S5右边,开关S5左边连接信号IKIO-BUS,电阻R10左边连接R9右边,R10右边连接运算放大器OP3的同相输入端,运算放大器OP3的反相输入端连接自身输出引脚,组成电压跟随器,电阻R11左边连接运算放大器OP3的输出引脚,R11右边连接运算放大器OP5的反相输入端。电阻R12左边连接信号IKL,电阻R12右边连接运算放大器OP4的同相输入端,运算放大器OP4的反相输入端连接自身的输出引脚,组成电压跟随器,电阻R13左边连接运算放大器OP4输出引脚,电阻R13右边连接运算放大器OP5的负输入端。电阻R5左边连接开关S2右边,电阻R5右边连接运算放大器OP5的反相输入端,电阻R7左边连接运算放大器OP5的反相输入端,电阻R7右边连接电容C4的左边,电容C4右边连接运算放大器OP5的输出引脚,即电阻R7和电容C4串联连接,电阻R6一边接地,另一边连接运算放大器OP5的同相输入端。
本发明还公开了一种基于上述控制电路的控制方法,包括正向三相运行模式、反向三相运行模式、正向单相运行模式、反向单相运行模式、正向外并机三相运行模式、反向外并机三相运行模式、正向外并机单相运行模式、反向外并机单相运行模式。
双向电源正向三相运行模式工作框图如图2所示,三个独立工作模组每路分别作为一相输出,共同组成输出的三相,其原理如下:外部给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大得到外环输出信号UGi, 用于跟随输出电压误差,同时,电压外环输出信号UGi,并同电感电流反馈信号IKL,输出电流反馈信号IKO比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp,用于控制电源功率模组,进而控制输出波形。
双向电源正向单相运行模式实际是三相模组并联单相运行,其工作框图如图3所示,工作原理如下:主模组给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大后得到信号UGi作为内环的基准,同时将主模组的误差放大信号UGi送给另外两个模组,作为两个从模组内环的基准信号。同三相输出不同,单相运行时,内环反馈输出电流为三个模组输出反馈电流的平均值,并同电感电流反馈作差得到本模组的环流误差,进而将环流误差叠加到外环基准信号UGi,从而调整内环基准信号,并通过PI控制环节误差放大,从而实现内环输出信号Ucomp信号调整,控制电源功率模组调整输出电压,实现对输出环流的抑制,达到一个动态低环流状态。
当模组输出电流高于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个负的误差信号,并将负误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整降低Ucomp,从而控制电源功率模组降低输出电压,降低模组输出电流达到环流抑制。
当模组输出电流低于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个正的误差信号,并将正误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整提升Ucomp,从而控制电源功率模组升高输出电压,提高模组输出电流达到环流抑制。
图4可表示多台双向电源的正向外并机单相运行模式输出工作原理框图,也可表示多台双向电源正向外并机三相运行模式其中一相工作原理框图,与正向运行的单相状态工作原理类似,不同是点反馈输出电流为多台多模组的平均电流,且双向电源并机模组可扩展为N个。
双向电源反向三相运行模式工作框图如图5所示,其工作原理同正向运行三相原理类似,不同点在于电感电流反馈为正反馈采样,输出电流为负反馈,此时电感电流和输出电流作差,得到正反馈的电容电流,并同外环给定UGi误差放大,控制内环输出的Ucomp,进而控制电源功率模组,控制输出电源输出。
双向电源反向单相运行模式工作框图如图6所示,其工作原理同正向运行原理类似,不同在于内环反馈平均输出电流为负反馈,电感电流为正反馈,此时得到误差信号同正向单相输出相反,抑制环流调整措施正好相反,具体如下:
当模组回馈电流高于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个正的误差信号,并将正误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整升高Ucomp,从而控制电源功率模组升高输出电压,降低模组回馈电流达到环流抑制。
当模组输出电流低于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个负的误差信号,并将负误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整降低Ucomp,从而控制电源功率模组降低输出电压,提高模组回馈电流达到环流抑制。
图7可表示多台双向电源的反向外并机单相运行模式工作原理框图,也可表示多台双向电源反向外并机三相运行模式其中一相工作原理框图。与反向回馈的单相状态工作原理类似,不同是点反馈输出电流为多台多模组的平均回馈电流,且双向电源回馈并机模组可扩展为N个。
本发明所述系统单三相控制和正反向运行时,并机控制电路开关逻辑如下:正向三相运行时,开关S1、S2闭合,开关S3-S6均处于断开状态;正向并联单相运行时,主模组S1、S3、S4、S5闭合,S2、S6断开,从模组S3、S4、S5闭合,S1、S2、S6断开。正向外并机三相运行时,主机S1、S3、S4、S5、S6闭合,S2断开,从机S3、S4、S5、S6闭合,S1、S2断开;正向外并机单相运行时,主机S1、S2、S5、S6闭合,S3、S4断开,从机S2、S5、S6闭合,S1、S3、S4断开。反向回馈运行时,开关控制逻辑同正向。
本发明中对于内并机主模组外环输出控制信号VEA-BUS和外并机的主机外环输出控制信号VEA-OUT的解释为:
内并机单相时,主模组开关S1、S4闭合,从模组开关S1断开,S4闭合,此时内并机的主从模组VEA-BUS均为主模组的UGi,用于控制主从模组电流内环,实现电流内环给定信号一致。
外并机三相时,主机开关S1、S4、S6闭合,从机开关S1断开,S4、S6闭合,此时外并机的主从机VEA-OUT和VEA-BUS均为主机的UGi,VEA-OUT用于控制主从机电源电流内环,实现电流内环给定信号一致。
外并机单相时,主机开关S1、S6闭合,从机开关S1断开,S6闭合,此时外并机的主从机VEA-OUT均为主机的UGi,用于控制主从机电源电流内环,实现电流内环给定信号一致。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双向电源并机控制电路,其特征在于,主机电源和从机电源均包括三相工作模组,每相工作模组结构相同,所述工作模组包括电压外环PI控制环节和电流内环PI控制环节,所述电压外环PI控制环节包括由运算放大器OP1及其外围电路构成的比例积分放大电路,输出与电流内环PI控制环节输入连接,所述电流内环PI控制环节包括由运算放大器OP5及其外围电路构成的比例积分放大电路;
外部给定信号Ug、输出电压反馈信号Uf分别连接电压外环PI控制环节的输入端,电压外环PI控制环节的输出端连接至电流内环PI控制环节的输入端。
2.根据权利要求1所述双向电源并机控制电路,其特征在于,外并机的主机外环输出控制信号VEA-OUT信号通过切换开关S6与主机电压外环PI控制环节的输出端相连接。
3.根据权利要求2所述双向电源并机控制电路,其特征在于,所述工作模组还包括由运算放大器OP2及其外围电路构成的第一电压跟随器、由运算放大器OP3及其外围电路构成的第二电压跟随器、由运算放大器OP4及其外围电路构成的第三电压跟随器;
电感电流反馈信号IKL连接运算放大器OP4的反相输入端,输出电流反馈信号IKO和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS均连接运算放大器OP3的反相输入端,UGi经过开关S1、S4后连接到运算放大器OP2的同相输入端,运算放大器OP2的输出端经过开关S3后与运算放大器OP3、OP4的输出一同连接至电流内环PI控制环节的输入端,电压外环PI控制环节的输出端与电流内环PI控制环节的输入端之间串联开关S1、S2。
4.根据权利要求3所述双向电源并机控制电路,其特征在于,所述工作模组的电路具体实现为:
电阻R1与电容C1并联后,一端接外部给定信号Ug,另一端接入运算放大器OP1的反相输入端;电阻R2与电容C2并联后,一端接输出电压反馈信号Uf,另一端接入运算放大器OP1的反相输入端;运算放大器OP1的同相输入端与电阻R4连接后接地,运算放大器OP1的反相输入端和输出端之间接有串联的电阻R3和电容C3,运算放大器OP1的输出端依次与开关S1、开关S2、电阻R5连接后与运算放大器OP5的反相输入端相连;
运算放大器OP5的同相输入端与电阻R6连接后接地,反相输入端与输出端之间接有串联的电阻R7和电容C4,输出端与电源功率模组连接;
内并机主模组外环输出控制信号VEA-BUS连接运算放大器OP2的同相输入端,运算放大器OP2的同相输入端经过开关S4、S1与运算放大器OP1的输出端连接,反相输入端与输出端短接,输出端依次经过电阻R8、开关S3后与运算放大器OP5反相输入端连接;
输出电流反馈信号IKO通过电阻R9、R10与运算放大器OP3的同相输入端连接,输出平均电流反馈信号IKIO-BUS通过开关S5与电阻R9、R10的连接点相连,运算放大器OP3的反相输入端和输出端短接,输出端经过电阻R11连接到运算放大器OP5的反相输入端;
电感电流反馈信号IKL通过电阻R12与运算放大器OP4的同相输入端连接,反相输入端与输出端短接,输出端经过电阻R13连接到运算放大器OP5的反相输入端。
5.一种基于权利要求3所述双向电源并机控制电路的双向电源并机控制方法,其特征在于,包括正向三相运行模式、反向三相运行模式;
所述正向三相运行模式和反向三相运行模式中,开关S1、S2闭合,开关S3-S6均断开,三个独立的工作模组每路作为一相输出,共同组成输出的三相;
所述工作模组输入主模组给定信号Ug、输出电压反馈信号Uf、电感电流反馈信号IKL、输出电流反馈信号IKO,经PI控制环节调节后输出控制信号Ucomp控制电源功率模组,进而控制输出波形。
6.根据权利要求5所述双向电源并机控制方法,其特征在于,还包括正向单相运行模式、反向单相运行模式、正向外并机三相运行模式、反向外并机三相运行模式、正向外并机单相运行模式、反向外并机单相运行模式;
所述正向单相运行模式和反向单相运行模式中,主模组S1、S3、S4、S5闭合,S2、S6断开,从模组S3、S4、S5闭合,S1、S2、S6断开,三相模组并联单相运行;
所述正向外并机三相运行模式和反向外并机三相运行模式中,主机S1、S3、S4、S5、S6闭合,S2断开,从机S3、S4、S5、S6闭合,S1、S2断开,三相独立的并联多工作模组共同组成输出的三相;
所述正向外并机单相运行模式和反向外并机单相运行模式中,主机S1、S2、S5、S6闭合,S3、S4断开,从机S2、S5、S6闭合,S1、S3、S4断开,多台机器多模组并联单相运行;
所述工作模组或并联多工作模组输入主模组给定信号Ug、输出电压反馈信号Uf、电感电流反馈信号IKL、输出平均电流反馈信号IKIO-BUS,经PI控制环节调节后输出控制信号Ucomp控制电源功率模组,进而控制输出波形。
7.根据权利要求5或6所述双向电源并机控制方法,其特征在于,所述正向三相运行模式、正向外并机三相运行模式、正向单相运行模式或正向外并机单相运行模式中,电感电流反馈为负反馈采样,输出电流为正反馈,所述正向三相运行模式和正向外并机三相运行模式中,电感电流反馈为负反馈采样,输出电流为正反馈;所述反向三相运行模式、反向外并机三相运行模式、反向单相运行模式或反向外并机单相运行模式中,电感电流反馈为正反馈采样,输出电流或输出平均电流为负反馈。
8.根据权利要求7所述双向电源并机控制方法,其特征在于:
所述正向三相运行模式和反向三相运行模式中每相工作模组的工作方式为:外部给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大得到外环输出信号UGi, 用于跟随输出电压误差,同时,电压外环输出信号UGi,并同电感电流反馈信号IKL、输出电流反馈信号IKO比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp;
所述正向单相运行模式和反向单相运行模式是三相工作模组并联单向运行:主模组给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大后得到信号UGi作为内环的基准,同时将主模组的误差放大信号UGi送给另外两个模组,作为两个从模组内环的基准信号,每个模组再同电感电流反馈信号IKL、输出平均电流反馈信号IKIO-BUS比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp;
所述并联多工作模组的工作模式为:主模组给定信号Ug和输出电压反馈信号Uf比较,经过外环PID误差放大后得到信号UGi作为内环的基准,同时将主模组的误差放大信号UGi送给其他从模组,作为其他从模组内环的基准信号,每个模组再同电感电流反馈信号IKL、输出平均电流反馈信号IKIO-BUS比较,经过内环PI控制环节误差放大得到信号Ucomp。
9.根据权利要求8所述双向电源并机控制方法,其特征在于,在正向单相运行模式中,当模组输出电流高于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个负的误差信号,并将负误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整降低Ucomp;
当模组输出电流低于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个正的误差信号,并将正误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整提升Ucomp。
10.根据权利要求8所述双向电源并机控制方法,其特征在于,在反向单相运行模式中,当模组回馈电流高于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个正的误差信号,并将正误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整升高Ucomp;
当模组输出电流低于平均电流时,电感电流反馈信号IKL和输出平均电流反馈信号IKIO-BUS作差会得到一个负的误差信号,并将负误差信号叠加到外环给定UGi,通过内环PI控制环节调整降低Ucomp。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
CN105633959A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-06-01 | 易事特集团股份有限公司 | 不间断电源系统及其控制方法 |
CN111987908A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-24 | 安徽工程大学 | 基于pi滑模变结构控制的三相交错并联双向dc/dc变换器 |
CN115102397A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-09-23 | 西安交通大学 | 一种抑制两级式单相逆变器低频纹波的主电路及方法 |
CN115842485A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-03-24 | 山东艾诺智能仪器有限公司 | 一种交流测试电源的双环控制系统及控制方法 |
WO2023197547A1 (zh) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 山东大学 | 一种高效双向功率变换模块可靠并联控制系统及方法 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105633959A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-06-01 | 易事特集团股份有限公司 | 不间断电源系统及其控制方法 |
CN111987908A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-24 | 安徽工程大学 | 基于pi滑模变结构控制的三相交错并联双向dc/dc变换器 |
WO2023197547A1 (zh) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 山东大学 | 一种高效双向功率变换模块可靠并联控制系统及方法 |
CN115102397A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-09-23 | 西安交通大学 | 一种抑制两级式单相逆变器低频纹波的主电路及方法 |
CN115842485A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-03-24 | 山东艾诺智能仪器有限公司 | 一种交流测试电源的双环控制系统及控制方法 |
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