CN103647485A - 整流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种整流装置。该整流装置包括：全数字直流调速装置、放大单元、前置放大隔离单元、功率单元、三相交流进线电源、电流反馈电路、电压反馈电路以及励磁装置。本发明提供的整流装置中的控制部分是全数字直流调速装置，所以不存在模拟电路控制的有环流整流装置中的温漂和零飘的问题。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种整流装置。
背景技术
随着电力电子技术和模拟电子技术的发展，现有技术中采用模拟电路控制的有环流整流装置逐步取代机组传动方式。
发明人在实现本发明创造的过程中发现，采用模拟电路控制的有环流整流装置中的控制部分是模拟装置，所以采用模拟电路控制的有环流整流装置存在温漂和零飘。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种整流装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种整流装置，包括：
输出触发脉冲的全数字直流调速装置；
与所述全数字直流调速装置相连，将所述触发脉冲进行放大的放大单元，所述放大单元输出与所述触发脉冲对应的第一触发信号；
与所述放大单元相连，将所述放大单元输出的第一触发信号进行高压隔离，并将所述第一触发信号的功率进行放大的前置放大隔离单元，所述前置放大隔离单元输出与所述第一触发信号对应的第二触发信号；
触发极与所述前置放大隔离单元相连的功率单元，所述功率单元包括容量大于预设容量的可控硅；
与所述功率单元的输入端相连的三相交流进线电源；
输入端与所述三相交流电源相连的同步电压单元，所述同步电压单元的输出端与所述全数字直流调速装置的同步电压输入端相连；
与所述三相交流进线电源相连的电流反馈电路，所述电流反馈电路的输出端与所述全数字直流调速装置的第一反馈端相连；
输入端的与所述功率单元的输出端相连的电压反馈电路，所述电压反馈电路的输出端与所述全数字直流调速装置的第二反馈端相连；
通过电机与所述功率单元的输出端相连的速度反馈单元，所述电机的转速信号由所述速度反馈单元反馈至所述全数字直流调速装置的第三反馈端；
分别与所述全数字直流调速装置相连以及所述电机励磁相连的励磁装置，所述全数字直流调速装置为所述励磁装置提供励磁给定信号。
其中，所述全数字直流调速装置为西门子6RA70全数字控制调速器。
其中，所述西门子6RA70全数字控制调速器为西门子6RA70系列30A装置。
其中，所述功率单元为晶闸管。
其中，所述晶闸管为型号SGD3000A/3200V的晶闸管。
其中，所述励磁装置为西门子6RA70系列直流装置。
其中，所述功率单元包括容量为3000A的可控硅。
其中，所述功率单元中的各个可控硅的连接关系为双反并联。
其中，所述放大单元与前置放大隔离单元通过屏蔽电缆相连。
其中，所述流经所述功率单元的三相交流进线电流经过所述电流反馈电路反馈至所述全数字直流调速装置的第一反馈端反馈信号的值为所述第一反馈端接收的电流值的预设倍数。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的整流装置中的控制部分是全数字直流调速装置，所以不存在模拟电路控制的有环流整流装置中的温漂和零飘的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种整流装置的结构示意图；
图2为全数字直流调速装置的控制原理。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种整流装置的结构示意图，该整流装置包括：全数字直流调速装置101、放大单元102、前置放大隔离单元103、功率单元104、三相交流进线电源106、同步电压单元107、电流反馈电路108、电压反馈电路109、励磁装置111以及速度反馈单元112，其中：
全数字直流调速装置101为整流装置的控制中心部分。
全数字直流调速装置101可以为西门子6RA70全数字控制调速器。例如西门子6RA70系列30A装置。
全数字直流调试装置101中参数P100为电机110的电枢额定电流，表示全数字直流调速装置101可控制功率单元104到达的最大电流。电枢额定电流的设定根据电流反馈电路108中的电流互感器换算而来，比如该应用选用3000/5A电流互感器，当设定值为30时，对应最大电枢额定电流为3000A，按此比例可类推。
全数字直流调试装置101中参数P101为电机110的电枢额定电压，电压反馈由于经过电压反馈电路108中的电阻分压，因此也要根据换算来设置。比如电压反馈电路108中的电阻分压后电压为分压前电压的1/2,当P102设置400时，实际的电枢额定电压为800V。
全数字直流调试装置101中参数P102为电机110的额定励磁电流，当P102设定为最大值5A时，表示励磁装置111可达到它的最大值，如励磁装置111是120A，则主调控制的励磁电流可达120A。
由于全数字直流调试装置101一般配备数字通讯技术，可以和PLC通讯联网组成控制系统。能实现系统精度高、响应速度快，系统稳定、便于调整等优点。
全数字直流调速装置101通过脉冲输出端1017发出触发脉冲，触发脉冲的控制角即触发角可以控制功率单元104的输出直流电压的正负和大小。
放大单元102与全数字直流调速装置101的脉冲输出端口1017相连，放大单元102用于将触发脉冲进行放大的放大单元，放大单元102输出与触发脉冲对应的第一触发信号。
放大单元102可以为晶体管放大器。第一触发信号是指放大单元102将触发脉冲放大后的输出信号。
前置放大隔离单元103与放大单元102相连，前置放大隔离单元103将放大单元102输出的第一触发信号进行高压隔离，并将第一触发信号的功率进行放大。
放大单元102与前置放大隔离单元103可以通过屏蔽电缆相连。
前置放大隔离单元103将第一触发信号进行高压隔离，防止高压串入低压。前置放大隔离单元103输出与第一触发信号对应的第二触发信号。
第二触发信号是指前置放大隔离单元103将第一触发信号进行高压隔离，并进行功率放大后的输出信号。
功率单元104的触发极与前置放大隔离单元相连103相连。
功率单元包括容量大于预设容量的可控硅。可控硅的容量可以为3000A。
功率单元104中的各个可控硅的连接关系可以为双反并联。
功率单元104可以为晶闸管。晶闸管的型号可以为SGD3000A/3200V的晶闸管。
三相交流进线电源106与功率单元的输入端相连。
三相交流进线电源106与同步变压单元107的输入端相连，同步电压单元107的输出端与全数字直流调速装置101的同步电压输入端1013相连.
同步电压单元107主要元件为同步变压器，同步变压器联结组别一般为Y/Y12。
电流反馈电路108与三相交流进线电源106相连，电流反馈电路108的输出端与全数字直流调速装置101的第一反馈端1012相连。
电流反馈单元108经过电流反馈电路108中的电流互感器衰减后的电流反馈信号反馈至全数字直流调速装置101的第一反馈输入端1012。当全数字直流调速装置101为西门子6RA70系列30A直流装置时，电流互感器副边电流为5A，为和西门子6RA70系列30A装置的电流匹配，需将全数字直流调速装置101内部的电流反馈信号将电流反馈电路108中的电流互感器绕6圈（即电流放大6倍），其他容量装置可按此类推。
电压反馈电路109的输入端与功率单元104的输出端相连，电压反馈电路109的输出端与全数字直流调速装置101的第二反馈端1016相连。
电机110与功率单元104的输出端相连。
速度反馈单元112与电机110相连。电机110的转速信号由速度反馈单元112反馈至全数字直流调速装置101的第三反馈端1014。
励磁装置111与电机110励磁相连，励磁装置111与全数字直流调速装置101的端口1015相连。
全数字直流调速装置101为励磁装置111提供励磁给定信号。
励磁装置可以为西门子6RA70系列装置，容量根据励磁大小而定。
上述整流装置图1中用“”表示三相交流进线电源连接至整流变压器113，“
”表示直流输出连接至电机110。图中用三相交流进线电源的标号106示出三相交流进线电源与整流变压器113连接。
全数字直流调速装置101的控制原理如图2所示，全数字直流调速装置101通过输入端口1011接收计算机发送来的速度给定信号，电机110的转速信号由速度反馈单元112反馈至全数字直流调速装置101的第三反馈端1014，全数字直流调速装置101的第一计算模块205计算速度给定信号以及转速信号的偏差，将偏差信号送入速度PI调节器201生成电流给定信号。然后第二计算模块202计算电流给定信号和电流反馈电路108反馈至第二反馈端1012的电流信号的电流偏差，并将电流偏差送入电流PI调节器203生成电压给定信号，该电压给定信号经过脉冲调制单元204生成具有一定大小控制角的触发脉冲。
当电机110的速度和电流因扰动而出现偏差时，速度PI调节器201和电流PI调节器203可以实时自动调整到正常范围内。
整流变压器113以及电机110不属于上述整流装置中，整流变压器113为整流装置供电的部分。电机110为整流装置的控制对象。
本发明实施例中可以使用小容量的全数字直流调速装置（例如西门子6RA70）的触发脉冲经放大隔离后触发包括大容量的可控硅的功率单元。由于数字化后整流装置中的全数字直流调速装置结构简单。该整流装置继承了小容量数字装置的全部优点。同时由于电力电子技术发展，可控硅容量提升使并联的可控硅数量减少，线路进一步简化有利于故障查找。
传统技术中采用模拟电路控制的有环流整流装置中的控制部分是模拟装置，所以具有温漂和零飘的问题，本发明中的整流装置中的控制部分是全数字直流调速装置，所以不存在模拟电路控制的有环流整流装置中的温漂和零飘的问题。
进一步的，本发明实施例中的功率单元中的可控硅可以是大容量的，例如3000A，所以可以减少并联的可控硅的数目，现有技术中的采用模拟电路控制的有环流整流装置之所以故障点难确认、电路及其复杂，是因为可控硅容量小，例如500A，所以并联的可控硅数目较多，所以本发明实施例可以解决故障点难确认、电路及其复杂的问题。
以2800mm冷轧机主传动整流装置应用为例，功率单元选用目前国产单硅最大容量3000A的可控硅。电机额定电流3850A,每相2并共计12个硅组成一个额定输出电流6000A的整流装置。电机的正组反组各一个整流柜，共计4个成套柜。左右卷电动机额定电枢电流1885A，可控硅选用双反并联功率单元，共6套12个硅组成一个正反向额定输出电流3000A的整流装置。左右卷共4台电机，共计4个成套柜。采用本发明实施例中的整流装置，2800mm冷轧机可以由现有技术中的40个整流柜456个可控硅减少到8个整流柜72个可控硅，相应配套器件也减少了6倍，大大降低了故障点及故障发生几率，同时线路进一步简化有利于故障查找。由于采用全数字直流调速装置，系统可靠性和控制精度也得以大大提高，有利于提高了生产效率，降低设备对生产成品率的影响，提高2800机列的电能利用率。
由于整流柜减少，所以相应的整流柜散热风机的功率也相应减少，整流柜散热风机可以由现有技术中的46KW降低到9KW，且可根据负荷情况自动调节风量。而空调由4台减少为2台21KW。仅风机和空调初步估算年节省电能366612KWh。节省了成本。
且可以使用国产的大容量的功率单元，国产的大容量功率单元成本较低，所以可以减少大量的投入资金。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种整流装置，其特征在于，包括：
输出触发脉冲的全数字直流调速装置；
与所述全数字直流调速装置相连，将所述触发脉冲进行放大的放大单元，所述放大单元输出与所述触发脉冲对应的第一触发信号；
与所述放大单元相连，将所述放大单元输出的第一触发信号进行高压隔离，并将所述第一触发信号的功率进行放大的前置放大隔离单元，所述前置放大隔离单元输出与所述第一触发信号对应的第二触发信号；
触发极与所述前置放大隔离单元相连的功率单元，所述功率单元包括容量大于预设容量的可控硅；
与所述功率单元的输入端相连的三相交流进线电源；
输入端与所述三相交流电源相连的同步电压单元，所述同步电压单元的输出端与所述全数字直流调速装置的同步电压输入端相连；
与所述三相交流进线电源相连的电流反馈电路，所述电流反馈电路的输出端与所述全数字直流调速装置的第一反馈端相连；
输入端的与所述功率单元的输出端相连的电压反馈电路，所述电压反馈电路的输出端与所述全数字直流调速装置的第二反馈端相连；
通过电机与所述功率单元的输出端相连的速度反馈单元，所述电机的转速信号由所述速度反馈单元反馈至所述全数字直流调速装置的第三反馈端；
分别与所述全数字直流调速装置相连以及所述电机励磁相连的励磁装置，所述全数字直流调速装置为所述励磁装置提供励磁给定信号。
2.根据权利要求1所述整流装置，其特征在于，所述全数字直流调速装置为西门子6RA70全数字控制调速器。
3.根据权利要求2所述整流装置，其特征在于，所述西门子6RA70全数字控制调速器为西门子6RA70系列30A装置。
4.根据权利要求1所述整流装置，其特征在于，所述功率单元为晶闸管。
5.根据权利要求4所述整流装置，其特征在于，所述晶闸管为型号SGD3000A/3200V的晶闸管。
6.根据权利要求1所述整流装置，其特征在于，所述励磁装置为西门子6RA70系列直流装置。
7.根据权利要求1所述整流装置，其特征在于，所述功率单元包括容量为3000A的可控硅。
8.根据权利要求7所述整流装置，其特征在于，所述功率单元中的各个可控硅的连接关系为双反并联。
9.根据权利要求1所述整流装置，其特征在于，所述放大单元与前置放大隔离单元通过屏蔽电缆相连。
10.根据权利要求1所述整流装置，其特征在于，所述流经所述功率单元的三相交流进线电流经过所述电流反馈电路反馈至所述全数字直流调速装置的第一反馈端反馈信号的值为所述第一反馈端接收的电流值的预设倍数。
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