本发明专利技术涉及一种大功率能量可回馈型电网模拟装置，其包括共用直流母线的PWM整流部分和电网模拟部分；PWM整流部分包括输入滤波单元、三相桥式整流单元；电网模拟部分包括三个单相逆变器、输出滤波单元和隔离单元。上述大功率能量可回馈型电网模拟装置采用的控制方法为：PWM整流部分采用包含锁相环的电压外环、电感电流内环的双闭环控制装置来控制电流的幅值和波形以及直流母线电压；电网模拟部分采用包括电感电流瞬时值、电压瞬时值和电压有效值的数模混合三环控制装置来控制模拟电网的电压幅值和波形。本发明专利技术网侧功率因素高，能够实现能量回馈至电网，并突破开关频率不高、带宽较低的限制。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种大功率能量可回馈型电网模拟装置，其包括共用直流母线的PWM整流部分和电网模拟部分；PWM整流部分包括输入滤波单元、三相桥式整流单元；电网模拟部分包括三个单相逆变器、输出滤波单元和隔离单元。上述大功率能量可回馈型电网模拟装置采用的控制方法为：PWM整流部分采用包含锁相环的电压外环、电感电流内环的双闭环控制装置来控制电流的幅值和波形以及直流母线电压；电网模拟部分采用包括电感电流瞬时值、电压瞬时值和电压有效值的数模混合三环控制装置来控制模拟电网的电压幅值和波形。本专利技术网侧功率因素高，能够实现能量回馈至电网，并突破开关频率不高、带宽较低的限制。【专利说明】
本专利技术涉及一种，即一种能够实现任意电网波形即能量均可回馈电网的节能型大功率电网模拟装置以及该装置采用的的控制方法。
技术介绍
传统的电网模拟装置功率通常较小，且为非回馈型。在需要吸收负载回馈的功率时，通常采用大功率电阻吸收能量。这种方式耗能严重，且散热难以处理。当功率变大时，电源输出带宽变低，不能满足客户对高动态响应速度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大功率、高带宽与高动态响应速度、能量可回馈型的电网模拟装置。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 一种大功率能量可回馈型电网模拟装置，其包括共用直流母线的PWM整流部分和电网模拟部分； 所述的PWM整流部分包括与电网的各相相连接的输入滤波单元、与所述的滤波单元相连接并由全控型器件构成的三相桥式整流单元；所述的电网模拟部分包括三个分别与三相桥式整流单元相连接的单相逆变器、与各个单相逆变器相对应连接的输出滤波单元和隔离单元，各个所述的单相逆变器的输出经输出滤波单元和隔离单元后构成三相输出并与被测设备相连接。上述方案中，所述的输入滤波单元包括与电网的各相相连接的输入滤波电感和输入滤波电容。所述的三相桥式整流单元包括六个所述的全控型器件，六个所述的全控型器件两两一组而分别与电网的三相相连接。所述的PWM的整流部分还包括连接于所述的三相桥式整流单元的直流侧的平滑缓冲电容。所述的电网模拟部分还包括多个连接于各个所述的单相逆变器的直流侧的母线电压支撑电容。各个所述的单相逆变器均由若干个全控型器件构成。所述的输出滤波单元包括输出滤波电感和输出滤波电容。所述的隔离单元包括隔离变压器。一种上述大功率能量可回馈型电网模拟装置采用的控制方法，所述的PWM整流部分和所述的电网模拟部分相互独立控制；所述的PWM整流部分采用包含锁相环的电压外环、电感电流内环的双闭环控制装置来控制电流的幅值和波形以及直流母线电压；所述的电网模拟部分采用包括电感电流瞬时值、电压瞬时值和电压有效值的数模混合三环控制装置来控制模拟电网的电压幅值和波形。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点:本专利技术的电网模拟装置网侧功率因素高，能够实现能量回馈至电网，并且突破大功率装置开关频率不高、带宽较低的限制，是一种节能型的大功率能量可回馈型电网模拟装置，适用于各种交流电源设备。【专利附图】【附图说明】附图1为本专利技术的大功率能量可回馈型电网模拟装置的电路原理图。附图2为本专利技术的大功率能量可回馈型电网模拟装置中PWM整流部分的控制原理图。附图3为本专利技术的大功率能量可回馈型电网模拟装置中电网模拟部分的控制原理图。【具体实施方式】下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一:参见附图1所示。一种大功率能量可回馈型电网模拟装置，其包括共用直流母线的PWM整流部分和电网模拟部分。PWM整流部分包括与电网的各相相连接的输入滤波单元、与滤波单元相连接并由全控型器件构成的三相桥式整流单元。其中，输入滤波单元包括与电网的各相，即U、V、W相连接的输入滤波电感L1、L2和输入滤波电容C1-C3。三相桥式整流单元包括六个全控型器件Q1-Q6，六个全控型器件Q1-Q6两两一组而分别与电网的三相相连接。该全控型器件Q1-Q6可选用MOSFET或IGBT。在PWM的整流部分的三相桥式整流单元的直流侧还连接有平滑缓冲电容C4。电网经过输入滤波电感L1、L2连接至由高速开关器件Q1-Q6组成的三相桥式整流单元。输入滤波电感L1、L2和输入滤波电容C1-C3的主要作用是起到抑制由开关器件Q1-Q6开关过程中产生的高次谐波电流，使输入电流波形光滑，避免对电网产生影响。直流侧的平滑缓冲电容C4的主要作用为平滑直流侧电压和缓冲能量。而PWM整流部分这一整体的主要作用是通过开关器件Q1-Q6的高频开关将输入电流控制为所期望的波形，并将直流母线电网稳定到预期的电压值，并能承受能量反灌。电网模拟部分包括三个分别与三相桥式整流单元相连接的单相逆变器、与各个单相逆变器相对应连接的输出滤波单元和隔离单元。各个单相逆变器的直流侧均连接有母线电压支撑电容C5-C10。各个单相逆变器均由若干个全控型器件Q7-Q30构成，该全控型器件Q7-Q30也可选用MOSFET或IGBT。输出滤波单元包括输出滤波电感L3-L8和输出滤波电容C11-C13，隔离单元包括隔离变压器T1-T6。各个单相逆变器的输出经输出滤波单元和隔离单元后构成三相输出并与被测设备相连接，具体的，一个单相逆变器的输出侧经输出滤波电感L3和L6后，再经隔离变压器Tl和T4，最后经输出滤波电容Cll而构成A相；一个单相逆变器的输出侧经输出滤波电感L4和L7后，再经隔离变压器T2和T5，最后经输出滤波电容C12而构成B相；一个单相逆变器的输出侧经输出滤波电感L5和L8后，再经隔离变压器T3和T6，最后经输出滤波电容C13而构成C相。被测设备经过隔离变压器T1-T6和输出滤波电容C11-C13接入由高速开关器件Q7-Q30组成的三个单相逆变器。母线电压支撑电容C5-C10的主要作用是起到直流母线电压支撑。输出滤波电感L3-L8和输出滤波电容C11-C13的主要作用是滤除由开关器件Q7-Q30开关过程中产生的高次谐波，使输出电压波形光滑并达到预期设定波形，起到输出滤波作用。隔离变压器T1-T6实现被测设备与测试系统之间的电压匹配及电气隔离。电网模拟部分这一整体的主要作用是通过开关器件Q7-Q30的高频开关将输出电压控制为所设定的波形，并能承受能量反灌。该电路中，PWM整流部分的输入滤波电感L1、L2可分别为3个单相电感器；电网模拟部分的输出滤波电感L3-L8可由隔离变压器T1-T6的漏感提供；PWM整流部分的平滑缓冲电容C4也可分别平分到电网模拟部分的母线电压支撑电容C5-C10中，或将母线电压支撑电容C5-C10合并为平滑缓冲电容C4 ;全控型器件Q1-Q30和二极管D1-D30可为单独器件也可为集成器件(Ql和Dl对应，Q2和D2对应，依此类推)；隔离变压器Tl和T4、T2和T5、T3和T6也可合并为一体变压器。故图1中所有器件只表示器件种类，不表示器件个数。上述大功率能量可回馈型电网模拟装置采用的控制方法为PWM整流部分和电网模拟部分相互独立控制。参照附图1和附图2所示，PWM整流部分采用包含锁相环的电压外环、电感电流内环的双闭环控制装置来控制电流的幅值和波形以及直流母线电压。具体的，电压外环采用PI控制器对瞬时值进行控制，提高直流母线动态及稳态性能；软锁相采用单同步坐标系软件锁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大功率能量可回馈型电网模拟装置，其特征在于：其包括共用直流母线的PWM整流部分和电网模拟部分；所述的PWM整流部分包括与电网的各相相连接的输入滤波单元、与所述的滤波单元相连接并由全控型器件构成的三相桥式整流单元；所述的电网模拟部分包括三个分别与三相桥式整流单元相连接的单相逆变器、与各个单相逆变器相对应连接的输出滤波单元和隔离单元，各个所述的单相逆变器的输出经输出滤波单元和隔离单元后构成三相输出并与被测设备相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢家林，詹成江，肖思波，韩海港，王昆，
申请(专利权)人：苏州爱科博瑞电源技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。