諧波電流源總結(jié)

旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流分次控制的可編程諧波電流源具有如下優(yōu)點(diǎn)：

①調(diào)試PI參數(shù)是調(diào)試過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，由于給定量和反饋量都是變換為直流量之后進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，大大方便了PI參數(shù)的設(shè)計(jì)；

②將控制量轉(zhuǎn)化為直流量進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)靜差控制，大大提高了輸出電流的跟蹤精度。

采用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流分次控制的可編程諧波電流源已在實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)，其工作性能非常好，可用于電能質(zhì)量改善裝置的測(cè)試平臺(tái)、電感性能測(cè)試平臺(tái)等多種場(chǎng)所 。2100433B

在對(duì)三相PWM整流器的控制方法中，比較常見(jiàn)的輸出電流跟蹤方法為三相靜止坐標(biāo)系下電流控制和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下電流控制，而前者是最常用的控制方法。

1.三相靜止坐標(biāo)系下電流跟蹤控制

三相靜止坐標(biāo)系下電流跟蹤控制：其電流內(nèi)環(huán)的電流給定和反饋均為a，b，c 靜止坐標(biāo)系下的交變信號(hào)，分別將a，b，c三相電流的給定值與反饋值作差，差值分別輸入PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。

采用該電流跟蹤方法，其輸入、輸出信號(hào)中包含了電流的全頻帶信息，故采用靜止坐標(biāo)系下的電流控制只需作一次a，b，c三相下的PI控制即可控制全頻帶的電流，運(yùn)算量小。采用靜止坐標(biāo)系下電流控制時(shí)，PI調(diào)節(jié)器的輸入為交變信號(hào)，I參數(shù)的存在使系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，PI參數(shù)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，一般只使用P調(diào)節(jié)器控制信號(hào)，系統(tǒng)為有靜差系統(tǒng)。

2.旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流跟蹤控制

旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流跟蹤控制：旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的輸出電流控制方法基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論，該方法的3s/2r，2r/3s變換只針對(duì)固定的頻率，可以實(shí)現(xiàn)諧波的分次解耦控制。要達(dá)到較好的控制效果，就必須控制盡可能多頻率的諧波，所以需在不同頻率下重復(fù)的電流跟蹤控制。該方法要進(jìn)行多次坐標(biāo)變換，運(yùn)算量較大，但PI參數(shù)設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，且PI調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)是直流量，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)能實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制。

與三相靜止坐標(biāo)系下電流跟蹤方法相比，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流跟蹤控制具有更高的精度，為實(shí)現(xiàn)更高品質(zhì)的可編程諧波電流源，設(shè)計(jì)了基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電流分次控制的可編程諧波電流源 。

1.電路拓?fù)?

可編程諧波電流源的主電路采用常用的三相電壓型PWM整流器結(jié)構(gòu)，并聯(lián)連接在三相電網(wǎng)上，可編程諧波電流源運(yùn)行時(shí)，需在穩(wěn)定直流側(cè)電壓的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)其交流側(cè)在受控功率因數(shù)或者指定電流輸出的控制。通過(guò)控制PWM整流器的三相交流輸出電壓，使輸出電壓和電網(wǎng)電壓在輸出電感兩端產(chǎn)生電壓差，控制該電壓差達(dá)到控制可編程諧波電流源輸出電流的目的。

2.工作原理

在裝置運(yùn)行時(shí)，將穩(wěn)定直流母線電壓所需的有功電流信號(hào)與可編程諧波電流源所需輸出的電流信號(hào)相加作為裝置的給定電流信號(hào)，裝置實(shí)際輸出的電流信號(hào)作為反饋電流信號(hào)，給定電流與反饋電流作差，其差值輸入PI調(diào)節(jié)器，PI結(jié)果經(jīng)三角波比較電路生成PWM 驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)變流器的IGBT工作，達(dá)到使反饋電流跟蹤給定電流的目的。

可編程諧波電流源可輸出相位、幅值均可調(diào)的5，7，11，13 等次諧波電流以及幅值可調(diào)的無(wú)功基波電流，可單獨(dú)輸出某一次電流，亦可是諧波與諧波、諧波與無(wú)功的任意組合 。

隨著電能質(zhì)量問(wèn)題逐漸引起人們的關(guān)注，各種電能質(zhì)量治理裝置被廣泛應(yīng)用。為對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題中的諧波電流問(wèn)題進(jìn)行研究和治理，必然會(huì)涉及到檢驗(yàn)一個(gè)電能質(zhì)量分析理論的正確性、檢測(cè)一臺(tái)電能質(zhì)量治理裝置的補(bǔ)償效果、衡量一套電能質(zhì)量治理裝置的有效性和對(duì)電能質(zhì)量的敏感程度等問(wèn)題。如何產(chǎn)生諧波電流以供理論研究和裝置檢驗(yàn)，成為治理諧波電流過(guò)程中急需解決的問(wèn)題。

可編程諧波電流源是針對(duì)諧波和無(wú)功電流問(wèn)題而設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)平臺(tái)，應(yīng)用十分廣泛。其產(chǎn)品已投入實(shí)際運(yùn)行，具有良好的穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)特性，其所用的電流跟蹤控制方法為靜止坐標(biāo)系下的電流跟蹤。為進(jìn)一步提高輸出電流的跟蹤精度，設(shè)計(jì)的可編程諧波電流源所采用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流分次控制是無(wú)靜差控制，能進(jìn)一步提高輸出電流的穩(wěn)態(tài)精度 。

電流源可調(diào)電流源

直流電流源（主要參數(shù)有輸出 電流，額定輸出工率，等等），輸出電流可調(diào)的稱為可調(diào)電流源。

電流源脈沖電流源

脈沖 電流鏡電路采用高速場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)對(duì)恒流源電流的復(fù)制和倍乘，降低脈沖電流源輸出負(fù)載對(duì)前級(jí)深度負(fù)反饋部分的影響，提高電路的穩(wěn)定性，并利用模擬多路復(fù)用器對(duì)電流鏡柵極的控制，將脈沖信號(hào)傳遞到脈沖電流中，從而輸出脈沖電流。

仿真實(shí)驗(yàn)表明，提出的 脈沖電流源運(yùn)行穩(wěn)定可靠，輸出的脈沖電流的幅值、重復(fù)頻率和脈沖寬度均可數(shù)控調(diào)節(jié)，電流幅值穩(wěn)定，脈沖前沿陡峭，可滿足不同的激光器驅(qū)動(dòng)和測(cè)試需求。

電流源高精度電流源

提出了一種高精度的電流源電路，通過(guò)V/I變換，將由帶隙基準(zhǔn)電 壓電路產(chǎn)生的與溫度和電源電壓無(wú)關(guān)的帶隙基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換成與溫度和電壓無(wú)關(guān)的高精度基準(zhǔn)電流，并通過(guò)高精度電流鏡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生所需的鏡像電流,有效地抑制了由于 溫度、電源電壓、負(fù)載阻抗的變化及干擾對(duì)電流源的影響。

電流源，即理想電流源，是從實(shí)際電源抽象出來(lái)的一種模型，其端鈕總能向外部提供一定的電流而不論其兩端的電壓為多少，電流源具有兩個(gè)基本的性質(zhì)：第一，它提供的電流是定值I或是一定的時(shí)間函數(shù)I(t)與兩端的電壓無(wú)關(guān)。第二，電流源自身電流是確定的，而它兩端的電壓是任意的。

由于電流源的電流是固定的，所以電流源不能斷路，電流源與電阻串聯(lián)時(shí)其對(duì)外電路的效果與單個(gè)電流源的效果相同。此外，電流源與電壓源是可以等效轉(zhuǎn)換的，一個(gè)電流源與電阻并聯(lián)可以等效成一個(gè)電壓源與電阻串聯(lián)。

音頻信號(hào)源通過(guò)功率放大器時(shí)，由于非線性元件所引起的輸出信號(hào)比輸入信號(hào)多出的額外諧波成分。諧波失真是由于系統(tǒng)不是完全線性造成的，用新增加總諧波成份的均方根與原來(lái)信號(hào)有效值的百分比來(lái)表示。例如，一個(gè)放大器在輸出10V的1000Hz時(shí)又加上 Lv的2000Hz，這時(shí)就有10%的二次諧波失真。所有附加諧波電平之和稱為總諧波失真。一般說(shuō)來(lái)，1000Hz頻率處的總諧波失真最小，因此不少產(chǎn)品均以該頻率的失真作為它的指標(biāo)。但總諧波失真與頻率有關(guān)，因此美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)于1974年規(guī)定，總諧波失真必須在20～20000Hz的全音頻范圍內(nèi)測(cè)出，而且放大器的最大功率必須在負(fù)載為8歐揚(yáng)聲器、總諧波失真小于1%條件下測(cè)定。國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的總諧波失真的最低要求為：前級(jí)放大器為0.5%，合并放大器小于等于0.7%，但實(shí)際上都可做到0.1%以下：FM立體聲調(diào)諧器小于等于1.5%，實(shí)際上可做到0.5%以下；激光唱機(jī)更可做到0.01%以下 。