CN110212495A - 一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，属于电气设备控制技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜；b、获得过压触发脉冲的使能信号，通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。本发明当多处发生过压时，能够触发同一个旁路柜，实现旁路柜的可控触发功能，能够有效解决过压保护问题以及高压隔离问题，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及到电气设备控制技术领域，尤其涉及一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法。
背景技术
四象限变流器是指将交流电变换成直流电的一种新型整流器。由交流侧的线路电抗器、电力电子器件与二极管反并联组成的单相桥式整流电路以及直流侧的支撑电容、电容与电感二次谐波滤波电路构成。每个桥臂电力电子器件的开关可采用三角形载波与正弦形调制波的交点来加以控制。通常，四象限脉冲整流器后接逆变器-异步电动机，用于交-直-交流传动电力机车，适合于经常需要牵引、再生制动的调速系统，通过控制它能保持系统中间环节电压恒定。
将多台变流器并联供电是传统冶金行业采用的一种常见的接线方式，当设备直流侧过压时，一般采用移相封锁脉冲即而跳闸的方式来避免变流器设备因过压造成损坏。但在某些特殊的应用场合，例如大电感负载，跳闸可能会引起更高的过压产生，造成设备损坏。当变流器电源系统运行方式需要时，直流侧也设置旁路柜。对旁路柜进行可控触发，一般是实现某种特定功能，例如消除直流中的负电压输出、续流等。在变流器供电系统中，由于电流经常达到几十千安，所以晶闸管通常是多只并联工作，当过压需要旁路柜工作时，要求并联的多只晶闸管同时触发，触发能量及可靠性难以保证。
公开号为CN 101976957A，公开日为2011年02月16日的中国专利文献公开了一种四象限变流器电路及控制方法，其特征在于：所述的四象限变流器包括IGBT、二极管、限流电感L、电容器C，其中所述的IGBT和二极管每一组反并联构成一个功率开关，每两个功率开关串联构成一个桥臂，两个桥臂并联构成一个功率开关组4QS，功率开关组4QS的输入端串联限流电感L、输出端并联中间直流环节支撑电容器C共同构成四象限变流器；
所述的四象限变流器控制方法是：采用了输出直流电压闭环控制和输入功率因数闭环控制的双闭环控制方法，根据负载情况控制变流器电流的方向，实现电能在交流侧和直流侧的双向传递。
该专利文献公开的四象限变流器电路及控制方法，采用输出直流电压闭环控制和输入功率因数闭环控制的双闭环控制方式，从而稳定直流电压并具有很高的基波功率因数，较低的谐波电流干扰，但是，当多处发生过压时，不能触发同一个旁路柜，无法实现旁路柜的可控触发功能，可靠性差。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，本发明当多处发生过压时，能够触发同一个旁路柜，实现旁路柜的可控触发功能，能够有效解决过压保护问题以及高压隔离问题，可靠性高。
本发明通过下述技术方案实现：
一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
所述步骤a中，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加后输出高电压、交流电或直流电。
所述步骤a中，级联四象限变流器还包括多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元，多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元依次连接。
所述步骤b中，信号保持电路为单稳态电路。
所述多路过压检测单元包括比较电路，过压检测通过比较电路实现，过压阀值通过电位器设定。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明，“a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜”，较公开号为CN 101976957A，公开日为2011年02月16日的中国专利文献而言，当多处发生过压时，能够触发同一个旁路柜，实现旁路柜的可控触发功能，能够有效解决过压保护问题以及高压隔离问题，可靠性高。
二、本发明，较现有技术而言，能够实现级联四象限变流器直流输出多路电压过压触发和控制触发旁路柜的功能，能够有效解决BOD过压保护触发方式下无法完成晶闸管并联支路的过压保护问题。
三、本发明，通过在功率柜内设置控制器和矩阵单元，以矩阵单元为核心部件，矩阵单元具有体积小、强制风冷散热简便、安全环保和噪声低的优点，能够将大功率电力电子元器件产生的热量传导到柜体外，达到高质量的散热效果，提高设备运行稳定性。
四、本发明，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加，由于矩阵单元本身设计为模块化，各个单元结构相同，各自互相独立，便于互换，增强了结构整体性。
五、本发明，通过将控制器设置在功率柜内，使得结构更加优化节省空间，同时也缩短了电气连接距离，降低了成本。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
实施例1
一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
“a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜”，较公开号为CN 101976957A，公开日为2011年02月16日的中国专利文献而言，当多处发生过压时，能够触发同一个旁路柜，实现旁路柜的可控触发功能，能够有效解决过压保护问题以及高压隔离问题，可靠性高。
实施例2
一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
所述步骤a中，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加后输出高电压、交流电或直流电。
较现有技术而言，能够实现级联四象限变流器直流输出多路电压过压触发和控制触发旁路柜的功能，能够有效解决BOD过压保护触发方式下无法完成晶闸管并联支路的过压保护问题。
实施例3
一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
所述步骤a中，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加后输出高电压、交流电或直流电。
所述步骤a中，级联四象限变流器还包括多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元，多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元依次连接。
通过在功率柜内设置控制器和矩阵单元，以矩阵单元为核心部件，矩阵单元具有体积小、强制风冷散热简便、安全环保和噪声低的优点，能够将大功率电力电子元器件产生的热量传导到柜体外，达到高质量的散热效果，提高设备运行稳定性。
实施例4
一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
所述步骤a中，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加后输出高电压、交流电或直流电。
所述步骤a中，级联四象限变流器还包括多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元，多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元依次连接。
所述步骤b中，信号保持电路为单稳态电路。
矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加，由于矩阵单元本身设计为模块化，各个单元结构相同，各自互相独立，便于互换，增强了结构整体性。
实施例5
一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
所述步骤a中，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加后输出高电压、交流电或直流电。
所述步骤a中，级联四象限变流器还包括多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元，多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元依次连接。
所述步骤b中，信号保持电路为单稳态电路。
所述多路过压检测单元包括比较电路，过压检测通过比较电路实现，过压阀值通过电位器设定。
“a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜”，较公开号为CN 101976957A，公开日为2011年02月16日的中国专利文献而言，当多处发生过压时，能够触发同一个旁路柜，实现旁路柜的可控触发功能，能够有效解决过压保护问题以及高压隔离问题，可靠性高。
通过将控制器设置在功率柜内，使得结构更加优化节省空间，同时也缩短了电气连接距离，降低了成本。
Claims (5)
1.一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、通过多路过压检测单元采集级联四象限变流器的电压信号，并对信号进行幅值调整，通过比较电路得到过压信号；级联四象限变流器包括旁路柜、变压器柜、控制器、矩阵单元和功率柜，旁路柜与变压器柜连接，变压器柜与功率柜连接，功率柜连接旁路柜，控制器和矩阵单元设置在功率柜内；
b、过压信号通过信号保持电路获得过压触发脉冲的使能信号，使能信号通过脉冲序列生成单元的振荡电路得到触发脉冲序列信号；
c、触发脉冲序列信号与经过光电转换后的控制脉冲信号进行逻辑处理后输入到脉冲多路分配单元，脉冲多路分配单元对触发脉冲序列进行分配，形成多路光信号触发脉冲输出，触发旁路柜。
2.根据权利要求1所述的一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，其特征在于：所述步骤a中，矩阵单元采用电力电子开关器件作为执行元件，矩阵单元通过铜带串联叠加后输出高电压、交流电或直流电。
3.根据权利要求1所述的一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，其特征在于：所述步骤a中，级联四象限变流器还包括多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元，多路过压检测单元、信号保持单元、脉冲序列生成单元和脉冲多路分配单元依次连接。
4.根据权利要求1所述的一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，其特征在于：所述步骤b中，信号保持电路为单稳态电路。
5.根据权利要求3所述的一种级联四象限变流器旁路柜过压触发方法，其特征在于：所述多路过压检测单元包括比较电路，过压检测通过比较电路实现，过压阀值通过电位器设定。
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Application publication date: 20190906 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |