[发明专利]一种用于提高磁激式取力发电系统切载动态性能的电路

权利要求书

1.一种用于提高磁激式取力发电系统切载动态性能的电路，其特征在于包括：隔离采样单元、滞环比较单元、励磁调节使能控制单元、卸荷控制单元、卸荷主电路单元；

隔离采样单元，将取力发电机的输出电压按比例缩小后，转换为与取力发电控制电路共地的差分信号，再处理得到电压采样信号；

滞环比较单元，将所述电压采样信号引入比较电路中，设置比较基准值，当取力发电机输出电压超过比较基准值时，比较电路输出电平翻转，由高电平变为低电平；当取力发电机输出电压跌落再次低于比较基准值时，比较电路输出电平再次翻转，由低电平变为高电平；滞环比较单元输出的比较结果电平信号用于下一级控制使用；

励磁调节使能控制单元，利用滞环比较单元输出的比较结果电平信号，作为使能，控制励磁调节电路的工作状态；若比较结果电平信号为高电平，则正常使能励磁调节电路，允许其正常工作输出PWM脉冲，使励磁绕组产生励磁电流；若比较结果电平信号为低电平，禁用励磁调节电路，关闭其PWM脉冲输出，使励磁绕组内励磁电流降为零；

卸荷控制单元，利用滞环比较单元输出的比较结果电平信号来进行控制，将其转换为驱动下一级卸荷主电路单元通断的驱动信号；当比较结果电平信号为低电平时，驱动卸荷主电路单元导通；当比较结果电平信号为高电平时，驱动卸荷主电路单元关断；

卸荷主电路单元，在取力发电机输出侧正、负母线之间并联卸荷功率电阻，电阻通过IGBT器件与直流母线联通；当直流母线电压抬升过高需要卸荷时，卸荷控制单元及时驱动IGBT器件导通，将卸荷功率电阻投入直流母线正、负极之间，将母线电容的电荷量通过电阻放电，降低母线电压；在放电完成后，卸荷控制单元驱动IGBT器件关断，切除卸荷功率电阻，卸荷主电路单元上的余电进行释放。

2.根据权利要求1所述一种用于提高磁激式取力发电系统切载动态性能的电路，其特征在于：所述隔离采样单元包括分压电路、隔离运放电路、求差运放电路；

分压电路，采用电阻进行分压，在取力发电机输出电压正、负极之间串联多个电阻，从最靠近负极的一只电阻上取电压作为分压电路输出引入下一级隔离运放电路中；

隔离运放电路，利用隔离运算放大器将以取力发电机输出负极为地的分压采样信号，转换为差分形式的输出电压，引入到下一级求差运放电路中；该差分输出电压与取力发电控制电路共地；

求差运放电路，将前级差分电压信号两端进行减法运算，得出一路对取力发电控制电路地的输出电压信号，即为采样电压信号。

3.根据权利要求2所述一种用于提高磁激式取力发电系统切载动态性能的电路，其特征在于：设发取力电机输出正、负极之间电压为Uin，则分压电路的输出电压为Uo＝(R3/(R1+R2+R3))×Uin；其中，电阻R1、R2、R3串联在在发电机输出电压正、负极之间，电阻R3为最靠近负极的一只电阻，从电阻R3上取电压作为分压电路输出。

4.根据权利要求2所述一种用于提高磁激式取力发电系统切载动态性能的电路，其特征在于：隔离运放电路包括隔离运放芯片、运放和限流电阻R4；

分压电路的输出电压Uo，经过限流电阻R4后直接输入到运放输入端，隔离运放芯片两侧分别供电，其中输入侧供电Vccp为与取力发电机输出端共地的电源，输出侧供电Vcc为取力发电控制电路电源，运放输出差分电压信号Vp与Vn与取力发电控制电路共地为GND。

5.根据权利要求1所述一种用于提高磁激式取力发电系统切载动态性能的电路，其特征在于：将取力发电机电压比较结果电平信号与控制取力发电机启动停止用的使能信号进行逻辑合并，执行逻辑与运算后，得到最终的使能信号，再用于控制励磁调节电路工作状态。