CN110752738B - 晶闸管电流有效值计算方法、装置及晶闸管触发控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶闸管电流有效值计算方法、装置及晶闸管触发控制系统，该方法包括：每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，执行如下步骤：判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻；若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定触发角命令，并启动定时器，使得晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角；获取晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角计算晶闸管的电流有效值。本发明能够精确触发晶闸管，提高晶闸管电流有效值计算的时效性。

Description

晶闸管电流有效值计算方法、装置及晶闸管触发控制系统

技术领域

本发明涉及晶闸管领域，尤其涉及一种晶闸管电流有效值计算方法、装置及晶闸管触发控制系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

晶闸管作为功率电子器件，具有可控单向导电的特性，与二极管不同的是，晶闸管能够对导通电流进行控制。虽然单支晶闸管的耐压较低，但可通过多支晶闸管串联的方式，实现高压，甚至超高压的电流控制。由于晶闸管能在高电压、大电流条件下工作，且工作过程可控，被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。另外，由于晶闸管具有以小电流(电压)控制大电流(电压)作用，并具有体积小、重量轻、功耗低、效率高、开关迅速等优点，被广泛用于无触点开关、可控整流、逆变、调光、调压、调速等方面。

由于晶闸管实现导通电流控制采用的手段是调节晶闸管的触发角，随着晶闸管触发角的不同，晶闸管导通电流不同，使得计算得到的晶闸管的电流有效值也不同。

目前，现有技术中，采用电流有效值RMS的定义，直接求取晶闸管断续电流在一个电网电压周期(即20ms)内的均方根值，作为晶闸管断续电流的有效值。由于数字处理芯片要求在芯片内部存储一个电网电压周期(即20ms)的历史电流数据，相当于一个数据存储窗口。每次采集到一个新数据，则将最早的数据清除，使得新数据占用旧数据的存储位置，实现存储资源的循环利用。每次采集到一个最新数据，就采用RMS公式定义，计算一次断续电流的有效值。由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，存在如下两点不足：

第一，计算结果缓慢，具有较大时延(最大20ms时延)。对于当前快速采集和快速控制的系统来说，这种时延是无法满足要求的，会使得整个控制系统失去时效性，从而无法快速完成既定的任务。

第二，占用大量存储资源。由于计算一次晶闸管电流有效值，需要存储一个电网电压周期内的电流数据，使得存储资源被占用。尤其是对于多个信号源采集的计算系统，会导致大量内存资源的浪费。另外，随着数字芯片处理速度的加快，占用存储资源和处理速度成比例增加，会限制芯片的发展。

发明内容

本发明实施例提供一种晶闸管电流有效值计算方法，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该方法包括：每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，执行如下步骤：判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，其中，晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；其中，晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值；获取晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角通过如下公式计算晶闸管的电流有效值：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角。

本发明实施例还提供一种晶闸管电流有效值计算装置，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该装置包括：命令发送模块，用于每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；触发角命令生效判决模块，用于在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，其中，晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；第一控制模块，用于若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；其中，晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值；晶闸管电流有效值计算模块，用于获取晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角通过如下公式计算晶闸管的电流有效值：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角。

本发明实施例还提供一种晶闸管触发控制系统，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该晶闸管触发控制系统包括：控制器和晶闸管触发电路，晶闸管触发电路包括一个定时器；其中，控制器与晶闸管触发电路连接，用于每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，并向控制器反馈实际触发角；控制器根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，通过如下公式计算晶闸管的电流有效值：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角；

其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值。

本发明实施例还提供一种计算机设备，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述晶闸管电流有效值计算方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述晶闸管电流有效值计算方法的计算机程序。

本发明实施例中，每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令后，等待晶闸管触发电路反馈的实际触发角，根据反馈的实际触发角计算晶闸管的电流有效值。

由于晶闸管是否能够导通，不仅与触发角有关，还与晶闸管两端电压信号有关，因而，本发明实施例在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令后，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻(即触发角命令中预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值)，并在当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻的情况下，控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器(定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值)，以便晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，最后根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，计算晶闸管的电流有效值。

通过本发明实施例，通过定时器定时触发，能够实现精确触发晶闸管的目的；根据每次触发反馈的实际触发角，计算晶闸管电流有效值，能够提高晶闸管电流有效值计算的时效性。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中提供的一种晶闸管触发控制系统示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种晶闸管元器件示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种正向晶闸管断续电流波形示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种反向并联的正负晶闸管示意图；

图5为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管断续电流波形示意图；

图6为本发明实施例中提供的一种正向晶闸管导通电流范围示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种负向晶闸管导通电流范围示意图；

图8为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管的触发控制系统示意图；

图9为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管触发控制流程图；

图10为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管电流有效值计算流程图；

图11为本发明实施例中提供的一种晶闸管电流有效值计算方法流程图；

图12为本发明实施例中提供的一种晶闸管电流有效值计算装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

由于晶闸管触发角不同，晶闸管断续电流的全波有效值不同，导致需要非常高速的信号采样才能计算得到比较准确的晶闸管断续电流有效值。另外，与典型的正弦波电流不一样，采用传统电流有效值定义计算晶闸管断续电流有效值，随着晶闸管触发角的不同，计算电流有效值的延时也不同，最长需要一个完整的电网电压周期，即20毫秒。

为了提高晶闸管电流有效值计算的时效性，本发明实施例提供了一种用于晶闸管电流有效值计算的晶闸管触发控制系统。图1为本发明实施例中提供的一种晶闸管触发控制系统示意图，如图1所示，该晶闸管触发控制系统可以包括：控制器10和晶闸管触发电路20，该晶闸管触发电路20包括一个定时器30；

其中，控制器10与晶闸管触发电路20连接，用于每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路20发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路20发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路20锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器30；晶闸管触发电路20在定时器30到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，并向控制器10反馈实际触发角；控制器10根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，计算晶闸管的电流有效值；

其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路20向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值。

可选地，若当前晶闸管两端电压所对应时刻超过晶闸管触发时刻，则控制器10控制晶闸管触发电路20等待下一次发送的触发角命令。

本发明实施例中，控制器每隔固定的时间间不断向晶闸管触发电路发送触发角命令，能够在每隔固定时间间隔(例如，2ms)便可根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，计算一次晶闸管电流有效值，时效性更强。但由于控制器发送触发角命令后，晶闸管触发电路接收到触发角命令到向晶闸管发送触发脉冲信号，均存在一定的延时，因而，本发明实施例中，控制器每次向晶闸管触发电路发送触发角命令，均判断一次晶闸管两端电压当前时刻是否超过晶闸管能够被触发的时刻，如果已经超过晶闸管能够被触发的时刻，继续等待晶闸管触发电路基于本次触发角命令发送的触发脉冲信号，也无法导通晶闸管，因而，一旦在发送触发角命令的时候，则判断晶闸管两端电压当前时刻是否大于触发角等效时刻与固定时间间隔的差值(如果大于，则表明晶闸管两端电压当前时刻已经超过晶闸管能够被触发的时刻)，于是控制晶闸管触发电路等待下一次触发角命令。

众所周知，晶闸管元器件是一种半控元器件，也就是说该器件可以被触发导通，但是关断是不受控的。图2为本发明实施例中提供的一种晶闸管元器件示意图，下面结合图2介绍晶闸管的触发原理：晶闸管导通需要外部加入一个触发信号到晶闸管的引脚K上。当晶闸管两端有正电压(即P点电压高于N点电压)时，给晶闸管的引脚K输入一个触发信号，晶闸管就会导通，有电流流过该晶闸管；当晶闸管两端有正电压，而引脚K没有接收到触发信号，则晶闸管不会导通，也不会有电流流过该晶闸管；当晶闸管两端有负电压(即N点电压高于P点电压)时，无论引脚K是否有触发信号，都不会使该晶闸管导通，也不会有电流流过该晶闸管。

需要注意的是，当晶闸管导通后，便会有电流流过该晶闸管，对应的电流被称为“导通电流”。当导通电流为零且晶闸管两端有负电压时，晶闸管才能够自动关断(也称为截止)，不受外部引脚信号的控制。

假设外部向晶闸管两端输入的电压信号为一个正弦电压信号U(t)＝sin(2πf×t)时，如果t时刻在晶闸管触发引脚K上输入一个触发信号Trig(t)，则该触发信号对应正弦电压信号的相位角，定义为触发角，表示为α，其计算公式是：

α＝Trig(t)×f×360；

其中，t是时间，单位是秒；f是频率，单位是Hz；α是触发角，单位是°。

图3为本发明实施例中提供的一种正向晶闸管断续电流波形示意图，下面结合图3对正向晶闸管的导通电流进行说明。

当触发角α大于180°时，由于晶闸管两端电压为负电压，由于晶闸管元器件的特性(两端电压为负时，无法导通)，因此晶闸管触发角α在180°到360°时，是无效的工作范围，本发明实施例不讨论晶闸管在该范围内的表现。

当触发角α在0°到90°时，晶闸管可以被有效触发并形成导通电流，且导通后电流会持续增大，直到180°以后才开始减小，直到360°以后。由于晶闸管在电流为零，且两端电压为负电压时，才能够自动关断，因此晶闸管在0°到90°触发后，将无法自动关断，导致整体系统不受控制，并且会导致晶闸管损坏。因此触发角α在0°到90°时，是一个不受控的工作模式，本发明实施例也不讨论晶闸管在该范围内的表现。

当触发角α在90°到180°时，晶闸管可以被有效触发并形成导通电流，且导通电流会从导通时刻开始增大，到达180°的时候达到最大值(峰值)，然后开始自动衰减为零，晶闸管承受负电压后，晶闸管自动关断。由于导通电流有一段时间持续为零，没有形成连续的电流，这种现象被称为电流“馒头波”，电流不为零的范围是[α,360-α]，考虑到触发角α工作在90°到180°范围内，电流不为零的最大范围为[90°,270°]，也即

在实际工程中，通常将2个晶闸管反向并联后使用，图4为本发明实施例中提供的一种反向并联的正负晶闸管示意图。假设在反向并联的正负晶闸管两端施加正弦交流电压信号，当正负晶闸管两端电压为正向电压的时候，触发正向晶闸管40-1，形成正向导通电流；当正负晶闸管两端电压为负向电压的时候，触发负向晶闸管40-2，形成负向导通电流。这样的结构使得正向导通电流和负向导通电流，都是可控的。由于正负晶闸管并联后，它们承受的电压是完全一样的，2个晶闸管对应2个独立的触发角，分别为正向触发角α_p和负向触发角α_n，且α_n＝α_p+180。

当晶闸管两端施加电压为连续正弦电压信号的情况下，晶闸管触发角α一直控制在90°到180°范围内，则晶闸管导通电流是不连续且类似一种“馒头波”的波形。图5为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管断续电流波形示意图，如图5所示，晶闸管两端中电压是连续的50Hz正弦信号，当晶闸管触发角是120°时，晶闸管导通电流是断续的波形，在0°～60°，120°～240°，300°～360°之内，电流是非零的，其他时刻对应的电流都为零。

图6为本发明实施例中提供的一种正向晶闸管导通电流范围示意图，如图6所示，对于正向晶闸管来说，当触发角为α时，导通电流不为零的范围是：[α,2π-α]，对应的时间范围是：

图7为本发明实施例中提供的一种负向晶闸管导通电流范围示意图，如图7所示，对于负向晶闸管来说，当触发角为α时，导通电流不为零的范围是：[0,π-α],[π+α,2π]，对应的时间范围是：

和

因而，对于正负晶闸管来说，晶闸管触发时刻t与晶闸管导通电流i之间的瞬时关系，如下公式所示：

其中，t是时间，单位是秒；f是频率，单位是Hz；α是触发角，单位是°。

作为一种优选的实施例，本发明实施例提供的晶闸管触发控制系统中，晶闸管包括：反向并联的正向晶闸管和负向晶闸管；触发角命令包括：正向触发角命令和负向触发角命令；其中，正向触发角命令中包含用于触发正向晶闸管导通的一个预设触发角；负向触发角命令中包含用于触发负向晶闸管导通的一个预设触发角。

由于正向晶闸管只能在正弦电压为正电压时触发导通，负向晶闸管只能在正弦电压为负电压时触发导通，本发明实施例通过采用反向并联的正向晶闸管和负向晶闸管，能够实现在正电压和负电压时都可以触发晶闸管导通。

图8为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管的触发控制系统示意图，如图8所示，由控制器10不断向晶闸管的触发电路发送触发角命令，晶闸管的触发电路接收到触发角命令后向晶闸管发送触发信号。例如，每隔固定的时间间隔(例如，一个扫描时间Ts)，由控制器10给正向晶闸管触发电路20-1发送一次正向触发角命令，同时给负向晶闸管触发电路20-2发送一次负向触发角命令，由正向晶闸管触发电路20-1触发正向晶闸管40-1导通，且向控制器10反馈正向触发角；由负向晶闸管触发电路20-1触发负向晶闸管40-2导通，且向控制器10反馈负向触发角。

由于晶闸管是否能够被触发导通，不仅与触发信号有关，还取决于晶闸管两端正弦电压信号。图9为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管触发控制流程图，如图9所示，当控制器向晶闸管的触发电路发送触发角命令后，判断当前晶闸管两端正弦电压所对应时刻是否大于触发角等效时刻-Ts，若是，则晶闸管保持断开状态，继续等待新的触发角命令；否则，进入预备触发模式，锁定接收到的触发角命令。启动高精度定时器，定时时间为触发角等效时刻-电压当前时刻。高精度定时器到达定时时刻，对晶闸管发送触发脉冲信号，以实现精准的触发控制。同时，将实际触发角信号反馈给控制器。

例如，假设一个正弦电压周期为20ms；控制器按照固定的时间间隔(Ts＝2ms)不断性晶闸管触发电路发送触发角命令；假设触发角命令中包含的触发角等效时刻为2.3ms；则晶闸管触发时刻等于触发等效时刻-Ts＝2.3ms-2ms＝0.3ms；因而，如果当前晶闸管两端电压时刻为0.4ms(大于0.3ms，已过时，晶闸管不能够被触发导通)；则等待下一个触发命令；如果当前晶闸管两端电压时刻为0.2ms(小于0.3ms，未过时，晶闸管能够被触发导通)；则进入预备触发，定时器的定时时长为2.3ms-0.2ms＝1.9ms。

图10为本发明实施例中提供的一种正负晶闸管电流有效值计算流程图，当控制器向晶闸管的触发电路发送触发角命令后，等待反馈的实际触发角，当控制器接收到实际触发角反馈信号后，根据反馈的实际触发角，启动断续电流全波有效值计算。

根据全波有效值的定义，电流有效值I的计算公式如下：

进一步化简公式，可以得到：

为了推导公式方便，将公式分解为三个部分，分别进行推导。

其中,G1＝cos²α；G2＝cos²2πft；G3＝-2cosαcos2πft。

第一项推导过程：

第二项推导过程：

第三项推导过程：

合并推导过程：

最终：

经过复杂的公式推导过程，得到晶闸管断续导通电流的全波有效值计算公式为：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角。

因而，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的晶闸管触发系统中，当晶闸管包括反向并联的正负晶闸管的情况下，可以通过上述公式(28)计算晶闸管的电流有效值。由于实际控制系统中，使用的都是反向并联的正负晶闸管，本发明实施例推到出正负晶闸管的电流有效值计算公式，使得控制器在接收到晶闸管触发电路反馈的实际触发角后，直接根据正负晶闸管的电流有效值计算公式，计算出正负晶闸管的电流有效值。

本发明实施例中提供了一种晶闸管电流有效值计算方法，可以应用但不限于图1所示的晶闸管触发控制系统。

图11为本发明实施例中提供的一种晶闸管电流有效值计算方法流程图，如图11所示，该方法可以包括：

S111，每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；

在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，执行如下步骤：

S112，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，其中，晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；

S113，若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；其中，晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值；

S114，获取晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角计算晶闸管的电流有效值。

由上可知，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算方法，每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令后，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻(即触发角命令中预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值)，并在当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻的情况下，控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器(定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值)，以便晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，最后根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，计算晶闸管的电流有效值。

通过本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算方法，通过定时器定时触发，能够实现精确触发晶闸管的目的；根据每次触发反馈的实际触发角，计算晶闸管电流有效值，能够提高晶闸管电流有效值计算的时效性。

可选地，在上述S112之后，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算方法还可以包括：若当前晶闸管两端电压所对应时刻超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路等待下一次发送的触发角命令。

在一种可选的实施例中，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算方法中，晶闸管可以包括：反向并联的正向晶闸管和负向晶闸管；触发角命令包括：正向触发角命令和负向触发角命令；其中，正向触发角命令中包含用于触发正向晶闸管导通的一个预设触发角；负向触发角命令中包含用于触发负向晶闸管导通的一个预设触发角。

基于上述方法实施例，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算方法中，在根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，计算晶闸管的电流有效值的时候，可以通过上述公式(28)计算晶闸管的电流有效值。本发明实施例推到出正负晶闸管的电流有效值计算公式，使得控制器在接收到晶闸管触发电路反馈的实际触发角后，直接根据正负晶闸管的电流有效值计算公式，计算出正负晶闸管的电流有效值。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种晶闸管电流有效值计算装置，如下面的实施例所述。由于该装置或系统实施例解决问题的原理与晶闸管电流有效值计算方法相似，因此该装置实施例的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图12为本发明实施例中提供的一种晶闸管电流有效值计算装置示意图，如图12所示，该装置可以包括：命令发送模块121、触发角命令生效判决模块122、第一控制模块123和晶闸管电流有效值计算模块124。

其中，命令发送模块121，用于每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；触发角命令生效判决模块122，用于在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，其中，晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；第一控制模块123，用于若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；其中，晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值；晶闸管电流有效值计算模块124，用于获取晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角计算晶闸管的电流有效值。

本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算装置，通过命令发送模块121每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令；通过触发角命令生效判决模块122在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻(即触发角命令中预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值)；通过第一控制模块123在当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻的情况下，控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器(定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值)，以便晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角；最后通过晶闸管电流有效值计算模块124根据晶闸管触发电路反馈的实际触发角，计算晶闸管的电流有效值。

通过本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算装置，通过定时器定时触发，能够实现精确触发晶闸管的目的；根据每次触发反馈的实际触发角，计算晶闸管电流有效值，能够提高晶闸管电流有效值计算的时效性。

可选地，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算装置还可以包括：第二控制模块125，用于若当前晶闸管两端电压所对应时刻超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路等待下一次发送的触发角命令。

在一种可选的实施例中，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算装置中，晶闸管可以包括：反向并联的正向晶闸管和负向晶闸管；触发角命令包括：正向触发角命令和负向触发角命令；其中，正向触发角命令中包含用于触发正向晶闸管导通的一个预设触发角；负向触发角命令中包含用于触发负向晶闸管导通的一个预设触发角。

基于上述装置实施例，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的晶闸管电流有效值计算装置中，晶闸管电流有效值计算模块124可以用于通过上述公式(28)计算晶闸管的电流有效值。本发明实施例推到出正负晶闸管的电流有效值计算公式，使得控制器在接收到晶闸管触发电路反馈的实际触发角后，直接根据正负晶闸管的电流有效值计算公式，计算出正负晶闸管的电流有效值。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述晶闸管电流有效值计算方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有技术中，采用电流有效值定义计算晶闸管电流有效值，由于这种方式需要采集一个电网电压周期内的电流数据后，才能计算一次晶闸管电流有效值，导致系统存储资源浪费且时效性差的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述晶闸管电流有效值计算方法的计算机程序。

综上所述，本发明实施例提供了一种晶闸管电流有效值计算方法、装置、晶闸管触发控制系统、计算机设备及计算机可读存储介质，通过控制器每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令后，等待晶闸管触发电路反馈的实际触发角，根据反馈的实际触发角计算晶闸管的电流有效值，提高了晶闸管电流有效值计算的时效性。晶闸管触发电路通过定时器定时触发，提高了晶闸管触发的精确性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种晶闸管电流有效值计算方法，其特征在于，包括：

每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，其中，所述触发角命令中包含一个预设触发角，所述预设触发角用于确定所述晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；

在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，执行如下步骤：

判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，其中，所述晶闸管触发时刻等于所述预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；

若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；其中，所述晶闸管触发电路在所述定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，所述定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值；

获取所述晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角通过如下公式计算所述晶闸管的电流有效值：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻之后，所述方法还包括：

若当前晶闸管两端电压所对应时刻超过晶闸管触发时刻，则控制所述晶闸管触发电路等待下一次发送的触发角命令。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述晶闸管包括：反向并联的正向晶闸管和负向晶闸管；所述触发角命令包括：正向触发角命令和负向触发角命令；其中，所述正向触发角命令中包含用于触发正向晶闸管导通的一个预设触发角；所述负向触发角命令中包含用于触发负向晶闸管导通的一个预设触发角。

4.一种晶闸管电流有效值计算装置，其特征在于，包括：

命令发送模块，用于每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，其中，触发角命令中包含一个预设触发角，预设触发角用于确定晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；

触发角命令生效判决模块，用于在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，其中，晶闸管触发时刻等于预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；

第一控制模块，用于若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；其中，晶闸管触发电路在定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值；

晶闸管电流有效值计算模块，用于获取晶闸管触发电路反馈的实际触发角，并根据实际触发角通过如下公式计算晶闸管的电流有效值：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二控制模块，用于若当前晶闸管两端电压所对应时刻超过晶闸管触发时刻，则控制所述晶闸管触发电路等待下一次发送的触发角命令。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述晶闸管包括：反向并联的正向晶闸管和负向晶闸管；所述触发角命令包括：正向触发角命令和负向触发角命令；其中，所述正向触发角命令中包含用于触发正向晶闸管导通的一个预设触发角；所述负向触发角命令中包含用于触发负向晶闸管导通的一个预设触发角。

7.一种晶闸管触发控制系统，其特征在于，包括：控制器和晶闸管触发电路，所述晶闸管触发电路包括一个定时器；

其中，所述控制器与所述晶闸管触发电路连接，用于每隔固定的时间间隔，向晶闸管触发电路发送一次触发角命令，并在每次向晶闸管触发电路发送触发角命令的情况下，判断当前晶闸管两端电压所对应时刻是否超过晶闸管触发时刻，若当前晶闸管两端电压所对应时刻未超过晶闸管触发时刻，则控制晶闸管触发电路锁定接收到的触发角命令，并启动晶闸管触发电路内的定时器；所述晶闸管触发电路在所述定时器到达定时时刻的情况下，向晶闸管发送触发脉冲信号并反馈实际触发角，并向所述控制器反馈实际触发角；所述控制器根据所述晶闸管触发电路反馈的实际触发角，通过如下公式计算所述晶闸管的电流有效值：

其中，I表示晶闸管的电流有效值；α表示晶闸管的触发角；

其中，所述触发角命令中包含一个预设触发角，所述预设触发角用于确定所述晶闸管触发电路向晶闸管发送触发脉冲信号的触发时刻；所述晶闸管触发时刻等于所述预设触发角的触发角等效时刻与一个时间间隔的差值；所述定时时刻等于触发角等效时刻与晶闸管两端电压所对应时刻的差值。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3任一项所述晶闸管电流有效值计算方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至3任一项所述晶闸管电流有效值计算方法的计算机程序。

Images