[实用新型]一种高频直线发电机模拟电源系统

说明书

本实用新型涉及一种高频直线发电机模拟电源系统，其技术特点是:包括变压部分、阻抗模拟部分、控制部分以及执行机构，所述变压部分采用裂解变压器组成直流母线隔离型H桥级联五电平电路，变压部分的输出端与阻抗模拟部分相连接，所述执行机构的控制端与变压部分及阻抗模拟部分相连接，所述执行机构还与控制部分相连接实现本地控制功能。本实用新型采用裂解变压器组成直流母线隔离型H桥级联五电平电路拓扑，并且该拓扑与常规二极管中点钳位多电平变频电路相比具有结构模块化和不存在直流母线中点电压偏移等优点，有效降低输出电压波形的纹波，提高输出电压质量，可满足直线发电机任意工况模拟试验需求，具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其是一种高频直线发电机模拟电源系统。

背景技术

随着直线发电机在物流分拣、数控机床以及交通运输领域的广泛应用，直线发电机模拟电源装备的需求开始显现，高频直线发电机模拟电源根据直线发电机外特性进行设计，可模拟直线发电机的任意使用工况。直线发电机外特定主要表现在输出电压与输出频率成正比，自感为固定值以及内阻随频率成特定曲线变化。很显然，现有常规变频电源无法满足直线发电机外特性要求。

高频电源的控制方法中，常规变频器的PWM方式一般分为同步调制和异步调制，同步调制方法保持载波比不变，主要应用在输出频率固定的逆变器当中，因为该调制模式在低频时，导致变频器输出谐波含量变大；异步调制方法保持载波频率不变，调制比根据输出频率而改变，该调制方式无法同时兼顾高频输出与低频输出的精度要求。宽频率范围的实时变频系统，不仅要求输出精度，并且要求高响应速度，当采用闭环控制时输出精度高，其调节过程不满足高实时性响应要求；当采用开环控制时，可在瞬间完成控制逻辑，但开环控制模式下如何提高输出电压精度尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种输出精度高、响应速度快的高频直线发电机模拟电源系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高频直线发电机模拟电源系统，包括变压部分、阻抗模拟部分、控制部分以及执行机构，所述变压部分采用裂解式变压器组成直流母线隔离型H桥级联五电平电路，变压部分的输出端与阻抗模拟部分相连接，所述执行机构的控制端与变压部分及阻抗模拟部分相连接，所述执行机构还与控制部分相连接实现本地控制功能。

所述执行机构还与上位机相连接实现远程控制功能。

所述变压部分包括裂解式变压器T1、第一整流器、第二整流器、直流支撑电容C1、直流支撑电容C2、逆变H桥HB1和逆变H桥HB2，所述阻抗模拟部分包括电感L1、电感L2和可变电阻R1；所述裂解式变压器T1的输入端连接三相供电系统，裂解式变压器T1的两组输出端分别连接第一整流器和第二整流器的输入端，第一整流器和第二整流器的直流输出端分别连接直流支撑电容C1和直流支撑电容C2，直流支撑电容C1和直流支撑电容C2的输出端分别连接到逆变H桥HB1和逆变H桥HB2的直流端，逆变H桥HB1中的桥臂BV11的中点连接于电感L1，电感L1的输出连接于可变电阻R1，可变电阻R1的输出作为高频直线发电机模拟电源的一个输出端；逆变H桥HB1中的桥臂BV12的中点连接于逆变H桥HB2中的桥臂BV21的中点，逆变H桥HB2中的桥臂BV22的中点连接于电感L2，电感L2的输出作为高频直线发电机模拟电源的另一个输出端，最终实现高频直线发电机模拟电源主回路的五电平输出；所述电感L1和电感L2用来模拟直线发电机的自感，可变电阻R1用来模拟直线发电机的内阻。

所述控制部分包括CPU控制器，所述执行机构包括脉冲驱动模块、通讯辅助模块以及变阻操作单元；CPU控制器通过连接端子分别与脉冲驱动模块、通讯辅助模块以及变阻操作单元进行信号连接，脉冲驱动模块通过排线与功率开关管的驱动端连接，通讯辅助模块通过通讯线与上位机连接用于本地和远程控制，变阻操作单元通过功率线与电阻滑动抽头连接。