[发明专利]变频发电机组的直流并联技术的均流控制器

说明书

技术领域

本发明涉及变频发电机组，尤其涉及一种用于控制发电机组直流并联技术的均流控制器，属于逆变、控制技术领域。

背景技术

对于发电机组并联的关键技术：一是同步技术，另一个是均流技术。目前变频发电机组的并联技术应用较多的是交流并联同步技术，用以解决电源模块的频率、相位和电压的一致。交流并联技术均采用同步控制方法，使用同步控制器完成。下面是目前常用的同步方法：

(1)集中控制器使频率和相位与同步信号相同。该技术比较简单，易于实现，且均流效果较好。但是，集中控制器的存在使得系统的可靠性有所下降，一旦控制器发生故障将导致整个供电系统的崩溃。

(2)分布式控制方式，同步电路要求每个发电机模块都向同步总线上发送同步信号，并从总线上接收第一个到来的同步信号，使其它发电机模块跟踪第一个到来的同步信号。

综上所述，变频发电机组并联技术均采用交流并联同步控制方法，能实现两台发电机输出电压的相位一致，实现并联运行，然而，往往出现功率和电流的周期性振荡，同时伴随以转速振荡、电压和频率的不稳定，且两台发电机输出电流并不均衡。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种直流并联技术，结构简单、稳定性好、工作可靠、调试方便，避免功率和电流的周期性振荡、转速振荡、电压和频率的不稳定，达到均流性好的变频发电机组的直流并联技术的均流控制器。

本发明变频发电机组的直流并联技术的均流控制器的技术方案是：其特征在于包括主控模块MCU、主电路、开关控制电路，所述主控模块MCU用PIC18F2320单片机，完成模拟信号的A/D转换，以及控制系统PID算法与脉宽调制PWM输出；所述主电路由整流电路和滤波电路组成，所述整流电路包括整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12所组成，所述的滤波电路包括电容C1、C2和电阻R1、R2所组成，主电路连接开关控制电路；所述的开关控制电路包括功率器件、过压保护电路、信号采集电路和功率器件IGBT驱动电路，所述的功率器件包括IGBT1和IGBT2；所述的过压保护电路包括电阻R3、R4、R5、R6、R7，电容C4、C5，二极管D13，光耦合器LOC111，两个运算放大器TLC2254所组成，过压保护电路连接主控模块MCU的第4脚；所述的信号采集电路包括两只霍尔传感器SS49E，两只运算放大器LM2904，电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13，二极管D17、D18，电容C6、C7所组成，信号采集电路连接主控模块MCU的第9脚和第10脚；所述的功率器件IGBT驱动电路包括电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，光耦U1、U2所组成，功率器件IGBT驱动电路连接主控模块MCU的第12脚和第13脚。

本发明公开了一种变频发电机组的直流并联技术的均流控制器，各变频发电机输出的三相交流电，经过整流滤波后，通过霍尔传感器采集支路电流，利用PIC自带的A/D转换模块对电流信号进行A/D采集，并采用模糊PID算法进行运算处理，输出合适的PWM信号来驱动IGBT栅极，完成系统的功率均衡。经功率平衡后得到的直流电压经逆变后对负载供电。采用直流并联技术，结构简单、稳定性好、工作可靠、调试方便，避免功率和电流的周期性振荡、转速振荡、电压和频率的不稳定，达到均流性好。各系统电路的主要功能如下：

(1)主控模块MCU：主控芯片选用PIC18F2320单片机，完成模拟信号的A/D转换，以及控制系统PID算法与脉宽调制PWM输出。

(2)主电路：通过三相桥式整流把变频发电机组发出的三相交流电经过全桥整流电路转换为直流电，实现AC---DC的转换作用。

(3)信号采集电路：单片机处理的模拟信号主要有两路，一路是发电机组输出电流，另一路是发电机组供电输出电压。闭环算法中以此为输入数据进行均流值的计算和补偿。在对数据进行采集中，所采用的A/D转换模块是PIC单片机内置的模数转换器ADC。采用分散采集式，每一个A/D只对本路模拟信号进行数字转换即数据采集。信号采集电路传感器选用霍尔元件SS49E，运算放大器采用LM2904。

(4)功率器件IGBT驱动电路：为IGBT栅极提供满足要求的驱动信号，驱动模块输入信号为PIC单片机内置的脉宽调制(PWM)模块提供。