電力操作電源系統(tǒng)在現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)中占有重要的地位,主要用于發(fā)電廠、變電站中,作為直流機(jī)構(gòu)、繼電保護(hù)、信號、自動(dòng)控制、事故照明、儀器儀表以及應(yīng)急事故負(fù)荷等的重要電源。其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行和設(shè)備的安全。
本文通過對常用的均流方法的分析以及兩種自動(dòng)選主的均流方法的小信號模型的建模分析,選擇了自動(dòng)選主的主從均流方法。采用該均流方法可實(shí)現(xiàn)模塊電源間的均流,提高均流環(huán)的響應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)模塊電源并聯(lián)系統(tǒng)的冗余。使用均流集成控制芯片UC3902實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)均流,并設(shè)計(jì)了基于自動(dòng)選主的主從均流的控制電路,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的均流控制。
2 均流控制的基本原理
為了能使各電源均分負(fù)載電流,首先需要深入分析電源電流分配不均的機(jī)理,然后采取相應(yīng)的對策。多個(gè)電源并聯(lián)后的情況如圖1所示。所有電源輸出連接在一起,因此它們的輸出電壓都是相同的,但每個(gè)電源的給定量、反饋比例系數(shù)略有差異,再考慮到運(yùn)放的失調(diào)電壓也各不相同,因此各電源誤差信號也各不相同(下角標(biāo)k均表示第k個(gè)電源)。各電源的電壓調(diào)節(jié)器通常都采用比例-積分(PI)調(diào)節(jié)器。
當(dāng)各電源的輸出剛并聯(lián)到一起時(shí),有的電源誤差信為正,電壓調(diào)節(jié)器正向積分,開路電壓提高,輸出電流增加;有的電源為負(fù),電壓調(diào)節(jié)器反向積分,開路電壓降低,輸出電流變小。
當(dāng)負(fù)載電流小于單臺(tái)電源的較大限流值時(shí),較終進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后的情況是,有一臺(tái)電源的為零,調(diào)節(jié)器正常工作,而其它電源的為負(fù)值,調(diào)節(jié)器處于下限飽和狀態(tài)。全部的負(fù)載電流都由為零的點(diǎn)源承擔(dān),其它電源輸出電流為零。
圖1并聯(lián)后的電源系統(tǒng)
當(dāng)負(fù)載電流較大,超過了單臺(tái)電源的較大限流值,情況就稍微復(fù)雜一些。有些電源的為正,有些電源 為負(fù),較多有一個(gè)電源為零。 為正的電源輸出電流為較大限流值, 為負(fù)的電源輸出電流為零, 為零的電源輸出電流介于零和限流值之間。所有的電源的輸出電流和等于負(fù)載電流。
根據(jù)以上的分析,電源并聯(lián)后輸出電流不相等的原因是,在輸出電壓相同的條件下,電壓調(diào)節(jié)器誤差信號不同,這反映了電路參數(shù)的分散性。為了能夠補(bǔ)償這種分散性,使各電源的輸出電流相等,并且都等于零,必須采取控制措施。因此,并聯(lián)運(yùn)行均流控制的基本原理就是通過檢測模塊的輸出電流,判斷它的不均流程度,用這個(gè)信號去改變直流輸出電壓的給定或者反饋的量,使電壓調(diào)節(jié)器誤差信號為零以及各模塊電源電壓調(diào)節(jié)器輸出的電流給定相同,以達(dá)到控制均流的目的。