[发明专利]一种电力电子技术实现的取力车载电源

说明书

一种电力电子技术实现的取力车载电源，包括整流二极管、直流电容、逆变电路、控制器和励磁电源；整流二极管接收发电机发出的交流电，将其整流成带脉动的直流电输出给直流电容；直流电容对带脉动的直流电进行滤波处理，得到平直的直流电输出给逆变电路；逆变电路在控制器的控制下，将平直的直流电逆变成稳定的交流电，供负载使用；控制器实时采集各部分的输出，向励磁电源发送励磁电流输出指令，以使发电机发出的交流电电压保持稳定；励磁电源向发电机输出调节后的励磁电流。本发明体积和重量明显减小，提高了控制快速性和管道柔性，安装简单，不需要定期维护。

技术领域

本发明涉及一种电力电子技术实现的取力车载电源，属于车载供电领域。

背景技术

车载电源是一种典型的军民结合的产品。在导弹发射车和大型工程机械车，甚至民用卡车上，要带大功率的380V的三相负载，需要大功率的380V的三相电源。在汽车上增加一个柴油发电机会导致成本增加、维护复杂，已经是一种过时的方案。较为合理的方式是将发电机直接接到汽车发动机上，但这样又产生一个新的问题，发动机的转速在加减速的过程中，转速是急剧变化的，范围还很宽，有好几倍的差距，发电机的输出电压和频率会有几倍变化，对于用电器来说根本就不可接受。输出必须加稳压稳频率装置。传统的方法是用液压传动加上液压马达再带动发电机，如图1所示，发动机上同轴安装液压泵，通过液压油路传到后面的液压马达上，液压马达带动发电机发电。液压马达上安装控制器，根据输出电压来进行闭环控制，使液压马达输出转速基本稳定，达到稳定输出电压的。该技术所存在的问题是体积和重量都大，路管道柔性不够，安装复杂，为了换油以及防止漏油，需要定期维护。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种电力电子技术实现的取力车载电源，体积和重量明显减小，提高了控制快速性和管道柔性，安装简单，不需要定期维护。

本发明的技术解决方案是：

一种电力电子技术实现的取力车载电源，包括整流二极管、直流电容、逆变电路、控制器和励磁电源；

整流二极管：接收发电机发出的交流电，将其整流成带脉动的直流电，输出给直流电容；

直流电容：对接收的带脉动的直流电进行滤波处理，得到平直的直流电，输出给逆变电路；

逆变电路：在控制器的控制下，将平直的直流电逆变成稳定的交流电，供负载使用；

控制器：实时采集发电机发出的交流电电压、直流电容输出给逆变电路的直流电电压、负载电流以及励磁电源输出给发电机的励磁电流，监测上述两个电压的变化趋势，根据变化趋势向励磁电源发送励磁电流输出指令，以使发电机发出的交流电电压保持稳定；控制逆变电路将平直的直流电逆变成稳定的交流电；

励磁电源：根据控制器发送的励磁电流输出指令，向发电机输出调节后的励磁电流。

控制器采用双闭环控制方式获得励磁电流输出指令，所述双闭环包括内环和外环，其中内环是励磁电流环，外环是交流电压环/直流电压环，具体控制方式如下：

(1)控制器实时采集发电机发出的交流电电压、直流电容输出给逆变电路的直流电电压以及励磁电源输出给发电机的励磁电流，根据发电机发出的交流电电压、直流电容输出给逆变电路的直流电电压和负载电流，对外环进行PID控制，向内环输出励磁电流调节指令；

(2)控制器根据励磁电流调节指令和励磁电源输出给发电机的实时励磁电流，对内环进行PI控制，得到励磁电源的占空比指令，励磁电源根据所述占空比指令向发电机输出相应的励磁电流。

控制器根据负载大小选择外环为交流电压环或直流电压环，当外环为交流电压环时，控制器根据发电机发出的交流电电压，对外环进行PID控制；当外环为直流电压环时，控制器根据直流电容输出给逆变电路的直流电电压，对外环进行PID控制。

控制器选择外环为交流电压环或直流电压环的方式如下：