專(zhuān)利名稱(chēng)：諧振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及諧振勵(lì)磁電源領(lǐng)域，尤其涉及一種基于懷特諧振電路的諧振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁磁場(chǎng)的正弦控制，基于懷特諧振電路的電源要求理想的電流給定波形為I=Idc-1acXcos ( ωQt+Φ。)，其中，coQ=2JifQ，fQ為勵(lì)磁電源輸出電流的重復(fù)頻率，Idc,Iac分別為電源輸出電流的直流分量和基波分量的幅值，Φο為基波分量的初始相位。由于鐵片飽和，磁鐵的磁化曲線(xiàn)不是理想的直線(xiàn)，即便各磁鐵的勵(lì)磁電流是理想正弦曲線(xiàn)，它們的磁場(chǎng)也不會(huì)是正弦曲線(xiàn)，滿(mǎn)足不了聚焦要求，即磁場(chǎng)跟蹤要求。且fo越大，磁場(chǎng)的飽和現(xiàn)象越明顯。由于重復(fù)頻率高，磁鐵中無(wú)功功率的吞吐量很大，為了避免對(duì)電網(wǎng)的沖擊，國(guó)際上同類(lèi)型磁鐵供電系統(tǒng)均采用懷特電路結(jié)構(gòu)。即采用電容與磁鐵組成串聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)，在電容兩端并聯(lián)電抗器以提供直流通路，這樣磁鐵中的無(wú)功功率將在電容、磁鐵和電抗器之間交換，降低了系統(tǒng)的無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的沖擊。但是隨著激勵(lì)電流重復(fù)頻率提高，磁鐵的飽和現(xiàn)象越加明顯，造成激勵(lì)電源的負(fù)載阻抗會(huì)隨著磁鐵動(dòng)態(tài)電感的變化而偏離諧振點(diǎn)。為了保證磁場(chǎng)正弦度的要求，有兩個(gè)解決辦法1)增大激勵(lì)電源的輸出容量，即增加電源輸出電壓值；2)修改磁鐵設(shè)計(jì)，增大鐵芯面積，降低磁鐵動(dòng)態(tài)電感的非線(xiàn)性度。無(wú)論采用哪種方案，都將造成設(shè)備體積的增加，成本也將大幅增加。最關(guān)鍵的一點(diǎn)是，在電源或磁鐵初期設(shè)計(jì)時(shí)，并不確定需要增大多少量值才能滿(mǎn)足使用要求，必須要通過(guò)一比一的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)才能確定，這一點(diǎn)對(duì)于大功率設(shè)備將耗資巨大并且存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁磁場(chǎng)的正弦控制，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于懷特諧振電路的諧振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法，該技術(shù)方案包括一種諧振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法，包括在第一電流給定波形下，獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第一幅值衰減和第一相位差；在所述第一電流給定波形下，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第一輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第一輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一電流幅值和第一電流相位；所述第一電流給定波形為理想電流給定波形，由直流電流和基波電流合成，對(duì)所述直流電流和基波電流進(jìn)行閉環(huán)控制；

在第二電流給定波形下，獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第二幅值衰減和第二相位差，所述第二電流給定波形由所述直流電流與具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流合成，對(duì)所述直流電流采用閉環(huán)控制；
在所述第二電流給定波形下，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第二輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第二輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二電流幅值和第二電流相位；根據(jù)所述第二電流幅值和第二電流相位獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流從所述第二電流給定波形到所述第二輸出電流之間的第三幅值衰減和第三相位差；根據(jù)第一幅值衰減、第二幅值衰減、第三幅值衰減和第一電流幅值獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值；根據(jù)第一相位差、第二相位差、第三相位差和第一電流相位獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的相位。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第一幅值衰減和第一相位差的步驟包括通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量，獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一磁測(cè)電流幅值和第一磁測(cè)電流相位以及第一磁測(cè)磁場(chǎng)幅值和第一磁測(cè)磁場(chǎng)相位；利用如下公式，獲取所述第一幅值衰減和所述第一相位差；第一幅值衰減=第一磁測(cè)磁場(chǎng)幅值/第一磁測(cè)電流幅值；第一相位差=第一磁測(cè)磁場(chǎng)相位-第一磁測(cè)電流相位。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，采用雙精度浮點(diǎn)數(shù)處理方法，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第一輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第一輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一電流幅值和第一電流相位。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第二幅值衰減和第二相位差的步驟包括通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量，獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二磁測(cè)電流幅值和第二磁測(cè)電流相位以及第二磁測(cè)磁場(chǎng)幅值和第二磁測(cè)磁場(chǎng)相位；利用如下公式，獲取所述第二幅值衰減和所述第二相位差；第二幅值衰減=第二磁測(cè)磁場(chǎng)幅值/第二磁測(cè)電流幅值；第二相位差=第二磁測(cè)磁場(chǎng)相位-第二磁測(cè)電流相位。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，采用雙精度浮點(diǎn)數(shù)處理方法，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第二輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第二輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二電流幅值和第二電流相位。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述第二電流幅值和第二電流相位獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流從所述第二電流給定波形到所述第二輸出電流的第三幅值衰減和第三相位差的步驟包括利用如下公式，獲取所述第三幅值衰減和所述第三相位差；第三幅值衰減=第二電流幅值/第一諧波電流的幅值；第二相位差=第二電流相位。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)第一幅值衰減、第二幅值衰減、第三幅值衰減和第一電流幅值獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值的步驟包括利用如下公式獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值第二諧波電流的幅值=第一電流幅值*第一幅值衰減/ (第三幅值衰減*第二幅值衰減)。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)第一相位差、第二相位差、第三相位差和第一電流相位獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的相位的步驟包括利用如下公式，獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的相位第二諧波電流的相位=第一電流相位+第一相位差-180° -第二相位差-第
二相位差。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一諧波電流與所述第二諧波電流為高階諧波電流。在本申請(qǐng)優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，所述高階諧波電流的頻率等于2至10倍的基波電流的頻率。本申請(qǐng)通過(guò)將諧振勵(lì)磁電源的給定電流曲線(xiàn)修改為理想給定電流曲線(xiàn)加各次高階諧波電流的矢量注入量，即可實(shí)現(xiàn)被激勵(lì)磁場(chǎng)的正弦度控制(磁場(chǎng)高階諧波分量占基波分量的比值小于萬(wàn)分之一)，從而無(wú)需修改磁鐵設(shè)計(jì)，大大降低了磁鐵的體積及設(shè)計(jì)難度，并且對(duì)于諧振勵(lì)磁電源，其諧振點(diǎn)的匹配，可以根據(jù)磁鐵電感的設(shè)計(jì)值來(lái)確定，電源輸出電壓可以根據(jù)諧振點(diǎn)匹配后的電壓來(lái)設(shè)計(jì)，從而大幅降低了輸出電壓的裕量需求，降低了電源制作成本。通過(guò)以下參照附圖對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的說(shuō)明，本申請(qǐng)的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。


下面將參照所附附圖來(lái)描述本申請(qǐng)的實(shí)施例，其中圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹C振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本申請(qǐng)的具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本申請(qǐng)。諧振勵(lì)磁電源的閉環(huán)控制采用數(shù)字控制技術(shù)，即通過(guò)高分辨率高速(16bit，IOOKHz及以上)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣。采樣得到的反饋值經(jīng)過(guò)一定的處理，與數(shù)字給定值進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)通過(guò)數(shù)字比例積分微分(PID)控制器，產(chǎn)生輸出并作用到電源的功率器件，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的精確控制。以上數(shù)字控制算法可以在專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理芯片例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)上實(shí)現(xiàn)。這是實(shí)現(xiàn)諧波矢量注入的
T D OADC采樣得到的電流反饋值，通過(guò)離散傅立葉分析(DFT)，得到直流分量，基波(fQ)及各階(2 10倍4)高次諧波分量的幅值和相位。通過(guò)數(shù)字PID控制器，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)直流幅值，基波幅值及基波相位的精確閉環(huán)控制。直流幅值、基波幅值及基波相位的給定值，即I=Idc-1acXcos ( ωΑ+Φ。，對(duì)應(yīng)理想勵(lì)磁曲線(xiàn)，即理想的帶直流偏置的正弦勵(lì)磁磁場(chǎng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，對(duì)直流幅值，基波幅值及基波相位的精確閉環(huán)控制并不限于以上平臺(tái)和處理方式，例如，可以在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)所述ADC采樣值的快速傅立葉分析，進(jìn)行所述精確閉環(huán)控制。例如，可以在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)上實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)所述ADC采樣值的濾波處理，進(jìn)行所述精確閉環(huán)控制。由于磁場(chǎng)非線(xiàn)性，導(dǎo)致在上述理想電流給定波形下，磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)快速傅立葉變換(FFT)分析，存在高次諧波矢量場(chǎng)，稱(chēng)之為本底。這個(gè)矢量場(chǎng)是磁場(chǎng)固有值，只會(huì)隨理想電流給定波形的直流和基波幅值的變化，導(dǎo)致磁場(chǎng)工作區(qū)變化而變化。理想電流給定波形如果固定，則該本底值基本不變。這時(shí)候，如果往磁鐵中注入一個(gè)與本底幅值相同，相位差180°的諧波場(chǎng)來(lái)反抵，即可使得磁場(chǎng)的高次諧波場(chǎng)強(qiáng)足夠小。諧振勵(lì)磁電源在理想電流給定波形下，通過(guò)對(duì)輸出電流的DFT分析，得到輸出電流的基波及各階(2 10倍&)高次諧波分量的幅值和相位，即為上述本底磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流，稱(chēng)為本底電流值。通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量，可以得到本底磁場(chǎng)和本底電流值之間幅值和相位的固定關(guān)系式。諧振勵(lì)磁電源在理想直流給定的條件下，依次將高階諧波電流設(shè)置一個(gè)較小的幅值且相位為0°的給定，對(duì)于高階諧波電流的幅值和相位，實(shí)行開(kāi)環(huán)控制。在此條件下，得到?jīng)]有基波電流激勵(lì)下，各次高階諧波激勵(lì)的高階磁場(chǎng)與高階諧波電流設(shè)定值之間的固定關(guān)系式。通過(guò)該關(guān)系式，可以計(jì)算，如果需要得到一個(gè)與本底高階磁場(chǎng)幅值相同，相位相反的磁場(chǎng)，所需要設(shè)定的各次高階諧波的電流幅值和相位值，這些值即為高階諧波電流的矢量注入量。將電源的理想給定曲線(xiàn)，修改為理想給定曲線(xiàn)加各次高階諧波電流的矢量注入量，得到的磁場(chǎng)即可保證各次高階磁場(chǎng)分量足夠小。以中國(guó)散裂中子源快循環(huán) 同步加速器二極磁鐵電源及磁鐵樣機(jī)上測(cè)試的過(guò)程為例，介紹諧波電流矢量注入量的計(jì)算過(guò)程。二極磁鐵其理想勵(lì)磁曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的電源電流理想給定波形為(1145-816XcoscoQt)A (安培)，其中，ω0=2 Ji f0, f0=25Hzo此處以計(jì)算二次諧波即50Hz諧波電流的幅值和相位設(shè)定值為例，如圖1所示，步驟如下在步驟101中，電源電流理想給定波形(即第一電流給定波形)為(1145-816XcoscoQt)A，其中，ω0=2 3 0, f0=25Hzo對(duì)于直流和基波進(jìn)行精確閉環(huán)控制。通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量得到50Hz成分的第一磁測(cè)電流幅值和第一磁測(cè)電流相位，及50Hz成分的第一磁測(cè)磁場(chǎng)幅值和第一磁測(cè)磁場(chǎng)相位。通過(guò)如下公式，得到50Hz磁測(cè)磁場(chǎng)與磁測(cè)電流之間的第一幅值衰減和第一相位差 第一幅值衰減(Amp-A)=第一磁測(cè)磁場(chǎng)幅值/第一磁測(cè)電流幅值第一相位差(Phase-A)=第一磁測(cè)磁場(chǎng)相位_第一磁測(cè)電流相位需要說(shuō)明的是，磁場(chǎng)測(cè)量為保證相位測(cè)量的準(zhǔn)確性，需要提供磁鐵動(dòng)態(tài)工作頻率即fo的定時(shí)信號(hào)，以下類(lèi)同。在步驟102中，在電流理想給定波形(1145-816XcoscoQt)A下，通過(guò)對(duì)電源輸出電流(即第一輸出電流)DFT分析(例如，采用雙精度浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分析處理)，得到輸出電流中50Hz成分的第一電流幅值(Amp-C-A)和第一電流相位(Phase_C_A)。在步驟103中，在電源直流1145A給定下，在給定直流中加入50Hz諧波(以10A/0。為例)(加入諧波后的電流波形即為第二電流給定波形)，該諧波相位可以設(shè)置為O。:即電流給定為(1145 -1OXcos (2Xco0t))A，ωα=2 π fQ，fQ=25Hz，對(duì)直流進(jìn)行精確閉環(huán)控制，測(cè)量磁場(chǎng)。通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量，得到50Hz成分的第二磁測(cè)電流幅值和第二磁測(cè)電流相位，及50Hz成分的第二磁測(cè)磁場(chǎng)幅值和第二磁測(cè)磁場(chǎng)相位。然后，通過(guò)如下公式，得到50Hz成分的磁測(cè)磁場(chǎng)與磁測(cè)電流之間的第二幅值衰減和第二相位差第二幅值衰減(Amp-B)=第二磁測(cè)磁場(chǎng)幅值/第二磁測(cè)電流幅值第二相位差(Phase-B)=第二磁測(cè)磁場(chǎng)相位-第二磁測(cè)電流相位在步驟103中，此處50Hz給定諧波的幅值，可以隨便設(shè)定，受到電源輸出容量的限制，設(shè)置為直流給定的千分之一左右即可；為方便計(jì)算，將50Hz給定諧波的相位設(shè)置為0° 0在步驟104 中，在第二電流給定波形(1145 - 10Xcos(2X wQt))(其中，co0=2Jif0，f0=25Hz)下，通過(guò)對(duì)電源輸出電流(第二輸出電流)進(jìn)行DFT分析(例如，采用雙精度浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分析處理)，得到輸出電流中50Hz成分的第二電流幅值(Amp-C-B)和第二電流相位(Phase-C-B)。在步驟105中，通過(guò)如下公式，可以計(jì)算50Hz成分諧波在該給定條件下，從第二電流給定波形到第二輸出電流之間的第三幅值衰減及第三相位差第三幅值衰減(Amp-C-C)=第二電流幅值(Amp-C-B) /諧波的幅值第三相位差(Phase-C-C)=第二電流相位(Phase-C-B)在步驟105中，諧波的幅值例如是10A。在步驟106中，根據(jù)如下公式計(jì)算50Hz所需注入的諧波電流的幅值和相位，即向第一電流給定波形上所需加入的50Hz諧波電流給定的幅值和相位。

諧波電流的幅值=第一電流幅值(Amp-C-A) *第一幅值衰減(Amp-A) / (第三幅值衰減(Amp-C-C) *第二幅值衰減(Amp-B))諧波電流的相位=第一電流相位(Phase-C-A) +第一相位差(Phase-Α)-180。-第二相位差(Phase-B)-第三相位差(Phase-C-C)在電源設(shè)計(jì)、磁鐵設(shè)計(jì)及第一電流給定波形都不修改的條件下，經(jīng)過(guò)上述方法計(jì)算產(chǎn)生的各次高階諧波電流的矢量注入量基本不需要修改。在第一電流給定波形上加入的各階高次諧波電流給定的幅值和相位的計(jì)算，與上述50Hz電流給定的幅值和相位的計(jì)算過(guò)程相同，具體過(guò)程不再贅述。本申請(qǐng)的技術(shù)效果磁鐵負(fù)載在具有修改后的電流給定波形的勵(lì)磁電源的動(dòng)態(tài)激勵(lì)下，其動(dòng)態(tài)電感非線(xiàn)性可以允許大約15%的變化范圍(在中國(guó)散裂中子源快循環(huán)同步加速器二極磁鐵及其供電的諧振電源上驗(yàn)證)，從而大大降低了磁鐵的體積及設(shè)計(jì)難度。諧振勵(lì)磁電源，其諧振點(diǎn)的匹配，可以根據(jù)磁鐵電感的設(shè)計(jì)值來(lái)確定，電源輸出電壓可以根據(jù)諧振點(diǎn)匹配后的電壓來(lái)設(shè)計(jì)，從而大幅降低了輸出電壓的裕量需求，降低了電源制作成本。雖然已參照典型實(shí)施例描述了本申請(qǐng)，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本申請(qǐng)能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋?zhuān)虼寺淙霗?quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種諧振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法，其特征在于，包括 在第一電流給定波形下，獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第一幅值衰減和第一相位差； 在所述第一電流給定波形下，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第一輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第一輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一電流幅值和第一電流相位，所述第一電流給定波形由直流電流和基波電流合成，對(duì)所述直流電流和基波電流進(jìn)行閉環(huán)控制； 在第二電流給定波形下，獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第二幅值衰減和第二相位差，所述第二電流給定波形由所述直流電流與具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流合成，對(duì)所述直流電流采用閉環(huán)控制； 在所述第二電流給定波形下，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第二輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第二輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二電流幅值和第二電流相位；根據(jù)所述第二電流幅值和第二電流相位獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流從所述第二電流給定波形到所述第二輸出電流之間的第三幅值衰減和第三相位差； 根據(jù)第一幅值衰減、第二幅值衰減、第三幅值衰減和第一電流幅值獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值； 根據(jù)第一相位差、第二相位差、第三相位差和第一電流相位獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第一幅值衰減和第一相位差的步驟包括 通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量，獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一磁測(cè)電流幅值和第一磁測(cè)電流相位以及第一磁測(cè)磁場(chǎng)幅值和第一磁測(cè)磁場(chǎng)相位； 利用如下公式，獲取所述第一幅值衰減和所述第一相位差； 第一幅值衰減=第一磁測(cè)磁場(chǎng)幅值/第一磁測(cè)電流幅值； 第一相位差=第一磁測(cè)磁場(chǎng)相位-第一磁測(cè)電流相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，采用雙精度浮點(diǎn)數(shù)處理方法，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第一輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第一輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一電流幅值和第一電流相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第二幅值衰減和第二相位差的步驟包括 通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)量，獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二磁測(cè)電流幅值和第二磁測(cè)電流相位以及第二磁測(cè)磁場(chǎng)幅值和第二磁測(cè)磁場(chǎng)相位； 利用如下公式，獲取所述第二幅值衰減和所述第二相位差； 第二幅值衰減=第二磁測(cè)磁場(chǎng)幅值/第二磁測(cè)電流幅值； 第二相位差=第二磁測(cè)磁場(chǎng)相位-第二磁測(cè)電流相位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，采用雙精度浮點(diǎn)數(shù)處理方法，對(duì)所述諧振勵(lì)磁電源的第二輸出電流進(jìn)行離散傅里葉分析，獲取所述第二輸出電流中具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二電流幅值和第二電流相位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述第二電流幅值和第二電流相位獲取具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流從所述第二電流給定波形到所述第二輸出電流的第三幅值衰減和第三相位差的步驟包括 利用如下公式，獲取所述第三幅值衰減和所述第三相位差； 第三幅值衰減=第二電流幅值/第一諧波電流的幅值； 第二相位差=第二電流相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，根據(jù)第一幅值衰減、第二幅值衰減、第三幅值衰減和第一電流幅值獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值的步驟包括 利用如下公式獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值 第二諧波電流的幅值=第一電流幅值*第一幅值衰減/ (第三幅值衰減*第二幅值衰減)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，根據(jù)第一相位差、第二相位差、第三相位差和第一電流相位獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的相位的步驟包括 利用如下公式，獲取需要向所述第一電流給定波形注入的具有所述預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的相位 第二諧波電流的相位=第一電流相位+第一相位差-180° -第二相位差-第三相位差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一諧波電流與所述第二諧波電流為高階諧波電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述高階諧波電流的頻率等于2至10倍的基波電流的頻率。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種諧振勵(lì)磁電源的電流給定波形的控制方法，包括在第一電流給定波形下，獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第一幅值衰減和第一相位差；在第一電流給定波形下，獲取電源的第一輸出電流中具有預(yù)設(shè)頻率成分的第一電流幅值和第一電流相位；第一電流給定波形為理想電流給定波形；在第二電流給定波形下，并獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的磁測(cè)磁場(chǎng)和磁測(cè)電流之間的第二幅值衰減和第二相位差，第二電流給定波形由直流電流與具有預(yù)設(shè)頻率成分的第一諧波電流合成；在第二電流給定波形下，獲取電源的第二輸出電流中第二電流幅值和第二電流相位；獲取具有預(yù)設(shè)頻率成分的第二諧波電流的幅值和相位。本申請(qǐng)可以降低磁鐵和電源的成本。
文檔編號(hào)H03H11/36GK103066948SQ20121050028
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者龍鋒利, 程健, 齊欣, 劉云濤, 郭曉玲, 黃遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所