[实用新型]一种应用于有源前端的自适应PID控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于有源前端(AFE)的控制系统，特别是涉及一种应用于具有输出电压高的功率大的有源前端的自适应PID控制系统。 

背景技术

目前，应用于有源前端的控制系统主要有三种类型，其技术对比如表一所示： 

表一 

由表一可见，目前现有的三种类型的有源前端的控制系统虽然具有一定的优点，但在使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。另外，由于目前现有条件下的半导体开关器件对温度要求都有一个极 限，这就需要以较低的开关频率对有源前端进行控制，而这样则会降低有源前端输出的电压和电流品质，无法输出高电压和大功率。而目前采用现有技术的控制策略的控制系统尚不能够实现以较低的开关频率获得等效的高开关频率的控制，即在降低功率损耗的同时，有效地提高有源前端输出的电流和电压波形的品质。为了解决上述现有的有源前端的控制系统存在的这些问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的、性能价格比更高的应用于有源前端的自适应PID控制系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。 

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的有源前端的控制系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的应用于有源前端的自适应PID控制系统，所要解决的技术问题是使其通过改变传统的大功率有源前端每一个开关管有一个驱动模块的做法，而采用三个功率管并联，并以一个驱动模块驱动电路的一相，保证了控制每一相的开关器件的控制信号同时到达，从而实现了在降低功率损耗的同时，改善有源前端输出的电压和电流品质，另外本实用新型通过在传统的PID控制方法的基础增加自适应控制，使得启动及突然加减负载时有源前端的电流动态响应更强，输出的直流电压在启动时更平稳，从而更加适于实用。 

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种应用于有源前端的自适应PID控制系统，其特征在于其包括：LCL滤波器、驱动电路、控制器、上位机、三相电压霍尔传感器、三相电流霍尔传感器、直流电压霍尔传感器和变流器侧三相电流霍尔传感器；其中，该控制器与该上位机电性连接，该上位机接收并显示该控制器输出的系统运行状态和参数信号，并通过设置系统的工作状态、运行参数、PID参数或操作生成一控制信号发送至该控制器；该LCL滤波器的输入端连接在一电网上，其输出端连接至该驱动电路的输入端，该驱动电路的输出端连接一负载或储能元件，并且该驱动电路与该控制器电性连接，该驱动电路接收该控制器发出的一PWM控制信号，并反馈该驱动电路的一状态信号至该控制器；该驱动电路上设置有三个驱动模块及一功率管开关电路，这三个驱动模块接收该PWM控制信号，并且其中的每一驱动模块输出一驱动信号至该功率管开关电路上控制每一相的三个并联的功率管；该三相电压霍尔传感器与该三相电流霍尔传感器的输入端分别连接在该电网上，其输出端分别连接至该控制器的输入端；该直流电压霍尔传感器的输 入端连接于该驱动电路的该输出端，该直流电压霍尔传感器的输出端连接该控制器的输入端；该变流器侧三相电流霍尔传感器的输入端连接于该LCL滤波器的该输出端，其输入端连接至该控制器的输入端。 

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 

前述的一种应用于有源前端的自适应PID控制系统，还包括一单相变压器、一预充电电阻和一不间断电源；其中该单相变压器的输入端与该电网连接，其输出端连接于该预充电电阻的输入端；该预充电电阻的输出端连接至该不间断电源的输入端；该不间断电源的输出端则分别与该控制器和该上位机电性连接，向该控制器和该上位机提供电能。 

前述的一种应用于有源前端的自适应PID控制系统，还包括一蜂鸣器，该蜂鸣器的输入端与该控制器的输出端连接，该蜂鸣器接收由该控制器发出的一故障信号发出警报。 

前述的一种应用于有源前端的自适应PID控制系统，其中在该LCL滤波器与该驱动电路处还分别设置有风机，所述风机与该控制器电性连接，接收该控制器发出的一启动信号开始工作。