CN202385018U - 改进的单周期控制有源前端变换器 - Google Patents

改进的单周期控制有源前端变换器 Download PDF

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段志伟
王永亮
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Abstract

本实用新型涉及的是改进的单周期控制有源前端变换器，这种改进的单周期控制有源前端变换器由单相桥式PWM有源前端变换器和单周期控制电路组成，单周期控制电路的时钟电路连接锯齿波发生器，PI调节器的输出端连接乘法器，乘法器一方面接收来自PI调节器的输出信号，另一方面接收输入电压前馈信号，乘法器的输出端连接到加法器的输入端，加法器的另一输入端为输入电流检测信号，加法器的输出端连接到比较器的同向输入端，比较器的反向输入端连接锯齿波发生器；时钟电路和比较器分别连接到RS触发器。本实用新型减小了PI调节器输出信号对有源前端变换器的影响，同时可以使能量实现双向流动，对快速处理加载电机的制动能量，提高加载系统的加载频宽都是非常有利的。　　　　　　　

Description

改进的单周期控制有源前端变换器
技术领域：
本实用新型涉及的是电动负载模拟器驱动器的有源前端，具体涉及的是改进的单周期控制有源前端变换器。
背景技术：
单周期控制有源前端变换器如图1所示，单周期控制有源前端变换器由单相桥式PWM有源前端变换器和单周期控制电路组成。由于驱动永磁直流力矩加载电机额定电压为90V，超过额定电压90V时，直流力矩电机永磁磁路将退磁，经计算要求交流输入电压为60V，可通过220V交流电网经工频变压器获得所需的交流电压。有源前端变换器由输入交流电源60V，50Hz、输入滤波电感L、电力电子开关S1~S4组成的H桥PWM整流器、滤波电容C等组成。如图2所示，单周期控制电路由PI调节器1、积分器7、比较器4、RS触发器5、时钟电路和复位开关几部分电路组成。
由于有源前端变换器处理的功率与电压误差放大器输出的误差信号Vm有关，因此现有的单周期控制有源前端变换器存在如下问题：
变换器在轻载时系统会变得不稳定；随着变换器处理功率的增加，功率因数变差。
发明内容：
本实用新型的目的是提供改进的单周期控制有源前端变换器，它用于解决现有的单周期控制有源前端变换器存在轻载时系统不稳定及随着变换器处理功率的增加，功率因数变差的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种改进的单周期控制有源前端变换器由单相桥式PWM有源前端变换器和单周期控制电路组成，单周期控制电路的时钟电路连接锯齿波发生器，PI调节器的输出端连接乘法器，乘法器一方面接收来自PI调节器的输出信号，另一方面接收输入电压前馈信号，乘法器的输出端连接到加法器的输入端，加法器的另一输入端为输入电流检测信号，加法器的输出端连接到比较器的同向输入端，比较器的反向输入端连接锯齿波发生器；时钟电路和比较器分别连接到RS触发器。
有益效果：
1、本实用新型中的乘法器输出的同步电流比例系数，减小了PI调节器输出信号对有源前端变换器的影响，同时可以使能量实现双向流动，对快速处理加载电机的制动能量，提高加载系统的加载频宽都是非常有利的。
2、本实用新型克服了单周期控制策略存在的不足，改善了系统在轻载时的特性和功率因数。
附图说明：
图1是现有单周期控制有源前端变换器的结构示意图。
图2是图1中单周期控制电路的框图。
图3是本实用新型的结构示意图。 
1 PI 调节器  2乘法器  3加法器  4比较器  5 RS触发器  6锯齿波发生器  7积分器。        
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图3所示，这种改进的单周期控制有源前端变换器由单相桥式PWM有源前端变换器和单周期控制电路组成，单周期控制电路的时钟电路连接锯齿波发生器6，PI调节器1的输出端连接乘法器2，乘法器2一方面接收来自PI调节器1的输出信号，另一方面接收输入电压前馈信号，乘法器2的输出端连接到加法器3的输入端，加法器3的另一输入端为输入电流检测信号，加法器3的输出端连接到比较器4的同向输入端，比较器4的反向输入端连接锯齿波发生器6，时钟电路和比较器4分别连接到RS触发器5。
本实用新型工作时，幅值为Vm的锯齿波发生器6是单独产生的，而不是输出母线电压与电压基准比较经PI调节器1调节后产生的；母线电压Vc与电压基准Vref比较经PI调节器1调节后产生同步比例系数                                                
Figure 563606DEST_PATH_IMAGE001
，经乘法器2产生同步电流
Figure 386068DEST_PATH_IMAGE002
和检测电流
Figure 466151DEST_PATH_IMAGE003
求和后与锯齿波比较，保证输入电流的正弦度；引入交流输入电压作为前馈控制信号，保证变换器处理的功率守恒。

Claims (1)

1.一种改进的单周期控制有源前端变换器，其特征在于：这种改进的单周期控制有源前端变换器由单相桥式PWM有源前端变换器和单周期控制电路组成，单周期控制电路的时钟电路连接锯齿波发生器（6），PI调节器（1）的输出端连接乘法器（2），乘法器（2）一方面接收来自PI调节器（1）的输出信号，另一方面接收输入电压前馈信号，乘法器（2）的输出端连接到加法器（3）的输入端，加法器（3）的另一输入端为输入电流检测信号，加法器（3）的输出端连接到比较器（4）的同向输入端，比较器（4）的反向输入端连接锯齿波发生器（6）；时钟电路和比较器（4）分别连接到RS触发器（5）。
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