一种大功率通用型整流装置及其控制方法制造方法及图纸

本申请属于电机控制技术领域，特别涉及一种大功率通用型整流装置及其控制方法。该装置包括自耦变压整流器，用于将输入的220V三相交流电整流为300V直流电；电枢功率模块，输入端连接所述自耦变压整流器，输出端连接直流电机的电枢通道，所述电枢功率模块包括两路移相全桥电路；励磁功率模块，输入端连接所述自耦变压整流器，输出端连接直流电机的励磁通道，所述励磁功率模块包括两路移相全桥电路；控制单元，所述控制单元被配置成根据采样的所述电枢通道及励磁通道的电压、电流信号，及获取的用户设定的目标电流及目标电压，对电枢通道及励磁通道的电压、电流进行自动控制。本申请提高了响应速度，提高了系统控制的鲁棒性。提高了系统控制的鲁棒性。提高了系统控制的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率通用型整流装置及其控制方法


[0001]本申请属于电机控制
，特别涉及一种大功率通用型整流装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的快速发展，航空电力系统逐渐进入了多电化、全电化的时代。多电系统作为多电飞机的核心技术，与传统系统相比，其次级功率系统采取电能的方式进行控制和分配。二次电源作为连接发电系统及负载之间的纽带，是多电系统的基础，其性能的好坏直接影响到整个机载发电系统工作的可靠性。其中整流电路用于将交流电转换为直流电，其在直流电机的调速、发电机的励磁调节等领域有重大的意义。常见的可控硅整流电路是通过移相控制实现转换，会大大降低系统的功率因数。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种大功率通用型整流装置及其控制方法，该装置是一种多重化控制的整流电路实现的大功率通用型整流装置，采用三相十八脉波整流电路和移相全桥电路为负载供电，用于提高整流装置的功率因数，同时提高系统的功重比，提高电能质量。
[0004]本申请第一方面提供了一种大功率通用型整流装置，包括：
[0005]自耦变压整流器，用于将输入的220V三相交流电整流为300V直流电；
[0006]电枢功率模块，输入端连接所述自耦变压整流器，输出端连接直流电机的电枢通道，所述电枢功率模块包括两路移相全桥电路，用于将300V直流电转换为指定的电枢电压及电枢电流；
[0007]励磁功率模块，输入端连接所述自耦变压整流器，输出端连接直流电机的励磁通道，所述励磁功率模块包括两路移相全桥电路，用于将300V直流电转换为指定的励磁电压及励磁电流；
[0008]控制单元，所述控制单元被配置成根据采样的所述电枢通道及励磁通道的电压、电流信号，及获取的用户设定的目标电流及目标电压，对电枢通道及励磁通道的电压、电流进行自动控制。
[0009]优选的是，所述自耦变压整流器采用P型18脉波自耦变压整流器。
[0010]优选的是，所述自耦变压整流器前端设置有输入滤波器，用于对输入的220V三相交流电进行滤波。
[0011]优选的是，所述电枢功率模块与所述直流电机的电枢通道之间设置有第一输出滤波，所述励磁功率模块与所述直流电机的励磁通道之间设置有第二输出滤波。
[0012]优选的是，所述控制单元包括：
[0013]电压偏差计算单元，用于计算电枢通道的电压与目标电压的电压偏差；
[0014]电流指令计算单元，用于根据所述电压偏差分别确定电枢通道的电流指令值及励
磁通道的电流指令值；
[0015]第一判定单元，用于根据电流指令的上下限，确定是否使用计算的电枢通道的电流指令值及励磁通道的电流指令值；
[0016]电流偏差计算单元，用于分别确定电枢通道的电流偏差及励磁通道的电流偏差；
[0017]第二判定单元，用于根据电流控制量的上下限，确定是否使用计算的电枢通道的电流偏差及励磁通道的电流偏差作为电流调整目标。
[0018]优选的是，还包括呈控面板，所述呈控面板至少用于显示电枢通道的电压电流、励磁通道的电压电流、以及接收并显示用户输入的电压电流的目标值。
[0019]优选的是，所述自耦变压整流器之前设置有交流到直流变换模块及直流到直流变换模块，所述交流到直流变换模用于将输入的交流电转变为直流电，所述直流到直流变换模块用于将直流电转变为多个不同电压值的供电直流电，所述供电直流电用于向所述呈控面板、所述控制单元供电。
[0020]优选的是，还包括远程控制模块，所述远程控制模块通过遥控控制所述控制单元。
[0021]本申请第二方面提供了一种大功率通用型整流装置控制方法，主要包括：
[0022]步骤S1、在t0时刻，控制所述励磁功率输出设定的励磁电流，同时控制所述电枢功率模块开始按起动电流曲线增大起动电流，所述电枢功率模块的输出电压开始持续增大；
[0023]步骤S2、在t1时刻，所述电枢功率模块的输出电流达到设定的电枢电流，t1时刻之后，所述电枢功率模块转入恒流输出状态；
[0024]步骤S3、在t2时刻，所述电枢功率模块的输出电压增大的设定的电枢电压，t2时刻之后，控制所述励磁功率降低输出的励磁电流，直至设定的最小值后，退出控制。
[0025]优选的是，所述设定的电枢电流选取自一级起动电流或二级起动电流，所述一级起动电流为600A，所述二级起动电流为1000A。
[0026]本申请采用多重化控制的整流电路提高整流电路的功率因数，系统通过采用一路三相十八脉波整流电路和两路移相全桥电路实现电枢、励磁两通道的电流电压设定值，十八脉波整流电路可以明显降低输入侧电流谐波畸变率，移相全桥电路可以轻易实现软开关，提升开关频率，在提高系统工作效率的同时减小体积。
[0027]本申请可独立作为整流变换器使用，也可驱动直流电机工作，系统易实现通用化。
[0028]本申请采用电压、电流双闭环PI控制策略，可根据实际的负载特性及需求灵活选取移相全桥电路的路数及相应的控制策略。本申请用于驱动直流电机，控制策略选取两个通道的电压外环均为电枢通道的电压，内环采用的各自输出电流，提高了响应速度，提高了系统控制的鲁棒性。
附图说明
[0029]图1是本申请大功率通用型整流装置的结构示意图。
[0030]图2是本申请大功率通用型整流装置控制方法时序图。
[0031]图3是本申请图1所示实施例的双闭环运算程序流程图。
具体实施方式
[0032]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式
中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0033]本专利技术的目的主要包括：
[0034]1)采用多重化控制的不控整流电路，通过一路三相十八脉波整流电路和两路移相全桥电路实现电枢、励磁两通道的电流电压设定值，提高系统的功率因数；
[0035]2)应用场合广泛，可独立作为整流变换器使用，也可驱动直流电机工作；
[0036]3)采用电压、电流双闭环PI控制策略，针对不同负载响应曲线，灵活控制后级移相全桥电路的输出电压电流值，本专利技术中选用两路移相全桥电路，两个通道的电压外环均为电枢通道的电压，内环采用的各自输出电流；可根据实际的负载灵活选取移相全桥电路的级数及相应的控制策略。
[0037]如图1所示，本申请首先提供了一种大功率通用型整流装置，主要包括：
[0038]自耦变压整流器，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率通用型整流装置，其特征在于，包括：自耦变压整流器，用于将输入的220V三相交流电整流为300V直流电；电枢功率模块，输入端连接所述自耦变压整流器，输出端连接直流电机的电枢通道，所述电枢功率模块包括两路移相全桥电路，用于将300V直流电转换为指定的电枢电压及电枢电流；励磁功率模块，输入端连接所述自耦变压整流器，输出端连接直流电机的励磁通道，所述励磁功率模块包括两路移相全桥电路，用于将300V直流电转换为指定的励磁电压及励磁电流；控制单元，所述控制单元被配置成根据采样的所述电枢通道及励磁通道的电压、电流信号，及获取的用户设定的目标电流及目标电压，对电枢通道及励磁通道的电压、电流进行自动控制。2.如权利要求1所述的大功率通用型整流装置，其特征在于，所述自耦变压整流器采用P型18脉波自耦变压整流器。3.如权利要求1所述的大功率通用型整流装置，其特征在于，所述自耦变压整流器前端设置有输入滤波器，用于对输入的220V三相交流电进行滤波。4.如权利要求1所述的大功率通用型整流装置，其特征在于，所述电枢功率模块与所述直流电机的电枢通道之间设置有第一输出滤波，所述励磁功率模块与所述直流电机的励磁通道之间设置有第二输出滤波。5.如权利要求1所述的大功率通用型整流装置，其特征在于，所述控制单元包括：电压偏差计算单元，用于计算电枢通道的电压与目标电压的电压偏差；电流指令计算单元，用于根据所述电压偏差分别确定电枢通道的电流指令值及励磁通道的电流指令值；第一判定单元，用于根据电流指令的上下限，确定是否使用计算的电枢通道的电流指令值及励磁通道的电流指令值；电流偏差计算单元，用于分别确定电枢通道的电流偏差...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝倩，武晗，胡江华，管毅，赵鹏，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：