[发明专利]一种应用于电流互感器的利用单相AC/DC整流电路实现电子负载功能的控制方法

权利要求书

1.一种应用于电流互感器的利用单相AC/DC整流电路实现电子负载功能的控制方法，其特征在于单相AC/DC整流电路包括电流互感器、单相整流电路和直流滤波电容，电流互感器的二次侧线输出端和单相整流电路的交流侧连接，单相整流电路的直流侧连接直流滤波电容并作为装置的输出端，电流互感器的二次侧输出端连接单相整流电路相当于在二次侧并联等效可调电子负载Z₀，电流互感器二次侧实测功率式中I₁为电流互感器一次侧电流，R_δ为带气隙铁芯磁阻，ω为输电线路角频率，N₂为二次绕组匝数，Z₀为二次侧可调电子负载阻抗，Z₀＝R₀+jX₀；

该控制方法具体包括以下步骤：

(1)检测单相整流电路输出电压U_dc与输入电流I_ac；

(2)将电流互感器二次侧实测功率P与电流互感器二次侧需要获取的目标功率P₁相比较；

(3)若P＜P₁；此时通过调节可调电子负载Z₀变为容性，以增加二次侧的输出功率，具体调节步骤如下；

(31)将参考直流电压信号与单相整流电路输出电压U_dc相减的电压误差信号送入PI控制器获得参考交流电流幅值

(32)检测单相整流电路输入电压U_ac，U_ac通过锁相环获得参考电流相位；

(33)将参考交流电流幅值与参考电流相位相乘获得参考电流

(34)将参考电流与输入电流I_ac相减获得交流电流误差信号；

(35)将交流电流误差信号送入准PR控制器；

(36)将准PR控制器的输出作为PWM发生器的调制波，送入PWM发生器，产生四路信号，分别控制单相整流电路四个开关管；

(4)若P≥P₁；通过调节可调电子负载Z₀为感性，增加对二次侧负载的分流作用，减少励磁电流，使铁芯工作在线性区，具体调节步骤如下；

(41)设目标功率P₁与电流互感器二次侧实测功率P相等，因此根据实测功率P与系统实测的复功率求出无功电流I_q；

(42)将参考直流电压信号与单相整流电路输出电压U_dc相减的电压误差信号送入PI控制器获得参考交流电流幅值

(43)检测单相整流电路输入电压U_ac，U_ac通过锁相环获得参考电流相位；

(44)将参考交流电流幅值与参考电流相位相乘获得参考电流

(44)将参考电流与输入电流I_ac、无功电流I_q相减获得交流电流误差信号；

(45)将交流电流误差信号送入准PR控制器；

(46)将准PR控制器的输出作为PWM发生器的调制波，送入PWM发生器，产生四路信号，分别控制单相整流电路四个开关管。

2.根据权利要求1所述的一种应用于电流互感器的利用单相AC/DC整流电路实现电子负载功能的控制方法，其特征在于步骤(32)锁相环获得的参考电流相位与电压相位同相时，电流互感器励磁阻抗与可调电子负载达到并联谐振状态，流过负载的电流达到最大，电流互感器工作在获取最大功率方式。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于电流互感器的利用单相AC/DC整流电路实现电子负载功能的控制方法，其特征在于电流互感器铁芯选用材料为铁基纳米晶合金。