[发明专利]一种高频直线发电机模拟电源系统及其控制方法

权利要求书

1.一种高频直线发电机模拟电源系统，其特征在于：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。

2.根据权利要求1所述的一种高频直线发电机模拟电源系统，其特征在于：所述执行机构还与上位机相连接实现远程控制功能。

3.根据权利要求1或2所述的一种高频直线发电机模拟电源系统，其特征在于：所述变压半部分包括裂解式变压器T1、整流器FR1和整流器FR2、直流支撑电容C1和C2以及逆变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，裂解变压器T1的两组输出端分别连接整流器FR1和整流器FR2的输入端，整流器FR1和整流器FR2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。

4.根据权利要求1或2所述的一种高频直线发电机模拟电源系统，其特征在于：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。

5.根据权利要求4所述的一种高频直线发电机模拟电源系统，其特征在于：所述通讯辅助模块包括RS232接口、RS485接口、高速光纤通讯接口以及RS232与RS485协议互转模块。

6.一种如权利要求1至5任一项所述高频直线发电机模拟电源系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、CPU控制器根据输出电压或输出频率的具体指令，在线自动分频，进行分段异步调制；

步骤2、根据分段异步调制并采用双极性PWM方法，在不同的频段下，对输出特性进行多工况测试，根据给定频率分别获得各分频段的实际输出电压值，计算出其标幺值并进行曲线拟合；

步骤3、根据负载电流大小以及初始给定频率的分段区间选择不同分频条件下的拟合曲线，最终完成开环条件下，实现对输出电压的精准控制功能。

7.根据权利要求6所述的一种高频直线发电机模拟电源系统的控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：确定最高载波频率，以该频率作为1分频的基准频率，整个频率段采用多种分频系数切换，当变频电源输出低频时，载波频率N分频，当变频器输出中频时，载波频率N/2分频，当变频器输出高频时，载波频率1分频，控制电路根据输出电压或输出频率的具体指令，在线自动分频，实现分段异步调制功能；在调制过程中配合使用双极性PWM方法。

8.根据权利要求6所述的一种高频直线发电机模拟电源系统的控制方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：所述步骤2对输出特性进行多工况测试所需要的的数据包括：空载运行时1分频、N/2分频和N分频的实际输出电压数据，以及带载运行时1分频、N/2分频和N分频的实际输出电压数据。