CN111313726B - 一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，各智能整流桥通过小电流试验确定自身的同步偏置角；通过通信网络与所有并联的智能整流桥共享本地接入的同步信号及同步偏置角；以其他智能整流桥的同步信号作为触发脉冲的驱动信号时，以同步信号来源所在的智能整流桥的同步偏置角作为触发脉冲的同步偏置角；各智能整流桥通过大电流试验调整自身的均流偏置角，得到所有智能整流桥的均流偏置角；各智能整流桥通过叠加均流偏置角从而改善各智能整流桥在典型工况下的均流特性。本发明通过共享同步信号和同步偏置角来保证各智能整流桥同步信号的一致性，再通过叠加固定均流偏置角改善各智能整流桥在典型工况下均流特性。

Description

一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法
技术领域
本发明涉及大功率电力电子领域，具体是一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法。
背景技术
大功率电力电子装置通常需要使用多个可控硅三相整流桥并联输出，智能整流桥方案如图1所示，控制器通过通信网络向智能整流桥输出触发角，由智能整流桥控制器根据同步信号和触发角生成控制脉冲触发整流桥，将阳极侧三相交流电源转为直流电源。
因为晶闸管导通特性以及智能整流桥桥臂内阻等诸多方面的硬件差异，导致正常工作时各智能整流桥输出电流并不一致。可以通过筛选晶闸管器件以及长线均流等措施改善均流性能，但这些措施普适性较差，后期更换一个智能整流桥或者更换一个晶闸管都可能导致均流性能下降。软件均流是各智能整流桥在控制器下传的控制角基础上微调自身的触发角或者触发脉冲以改善均流性能，适应性更强，硬件更换后软件可以自动适应变化。
如图2所示，智能整流桥使用同步信号是将整流桥输入的阳极电压正弦波经过同步整形电路降压整形后转换为信号方波，以方波边沿作为周期起点，用于驱动控制脉冲。
如图3所示，智能整流桥一般均接入了A、B、C三相同步信号，正常状态下使用其中一相同步信号作为工作相驱动触发脉冲。工作相同步信号故障时将切换到另一相正常的同步信号。但如果智能整流桥的同步信号出现二次故障，有2相或3相断线，将导致智能整流桥接入的所有同步信号消失，智能整流桥只能退出运行。
同步整形电路中存在相位偏差，如图4所示，必须通过软件补偿，在控制角上叠加一个同步偏置角。
同步偏置角一般通过小电流试验确定，如图5所示：可控硅整流桥输出接入纯阻性负载，这样输出电压最低为0，触发角大于60°时会因为阻性负载无法续流导致无法输出负电压，波形不连续。逐步调整同步偏置角使60°波形与理论一致，此时输出电压6个波头波形连续，仅最低点刚好落在0电位。一般使用A相同步信号的同步偏置角作为此整流桥的同步偏置角。
基于FPGA和通信网络的智能整流桥高冗余度同步方法(专利申请号201910223958.X)提出了一种通过通信网络共享所有同步信号的方案，如图6所示，极大地提高了同步信号的冗余度。
但是此方案没有考虑硬件的差异性。虽然各智能整流桥采用了相同的同步整形电路，但因为元件参数的分散性，各智能整流桥需要补偿的相位偏差还是略有差异，这种差异必须在均流控制中予以补偿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，通过共享同步信号和同步偏置角来保证各智能整流桥同步信号的一致性，再通过叠加固定均流偏置角改善各智能整流桥在典型工况下均流特性。
本发明的技术方案：
一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，包括以下具体步骤：
各智能整流桥通过小电流试验确定自身的同步偏置角，保证使用自身A相同步信号驱动时，在相同的阳极电压和触发角下，输出相同的电压；
通过通信网络与所有并联的智能整流桥共享本地接入的同步信号及同步偏置角；
以其他智能整流桥的同步信号作为触发脉冲的驱动信号时，以同步信号来源所在的智能整流桥的同步偏置角作为触发脉冲的同步偏置角；
各智能整流桥通过大电流试验调整自身的均流偏置角，保证各智能整流桥输出基本相同的电流，这样就得到了所有智能整流桥的均流偏置角；
各智能整流桥通过叠加均流偏置角从而改善各智能整流桥在典型工况下的均流特性。
通过小电流试验为每一个智能整流桥确定同步偏置角的具体步骤为，
每次仅一个智能整流桥运行，使用此整流桥的A相同步驱动触发脉冲；
阳极电压设置为80V以上，且所有智能整流桥的小电流试验均使用相同幅值的阳极电压，此时同步整形电路的因为启动阈值产生的相移与正常工作时的相移基本一致；
调整智能整流桥1的同步偏置角，使其在60°时的输出波形与理论一致，并记录此时的输出电压，这样得到了智能整流桥1的同步偏置角；
在其余智能整流桥的小电流试验中调整同步偏置角使其在60°时输出的直流电压幅值与智能整流桥1相同，如此得到了各个智能整流桥的同步偏置角。
所述均流偏置角的设置范围为-1°～1°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：减小了同步信号切换过程的扰动，也有效改善了典型工况下的均流特性。
附图说明
图1是智能整流桥控制原理示意图。
图2是智能整流桥同步整形电路原理图。
图3是智能整流桥同步信号输入原理图。
图4是同步整形电路产生的相位偏差示意图。
图5a是小电流试验接线原理图。
图5b是小电流试验电路90°触发角时的输出波形图。
图5c是小电流试验电路60°触发角时的输出波形图。
图6是本发明实施例硬件原理图。
图7是大电流试验接线原理图。
图8是本发明的方法流程图。
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。
如图8所示，一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，包括以下具体步骤：
各智能整流桥通过小电流试验确定自身的同步偏置角，保证使用自身A相同步信号驱动时，在相同的阳极电压和触发角下，输出相同的电压；
通过通信网络与所有并联的智能整流桥共享本地接入的同步信号及同步偏置角；
以其他智能整流桥的同步信号作为触发脉冲的驱动信号时，以同步信号来源所在的智能整流桥的同步偏置角作为触发脉冲的同步偏置角；
各智能整流桥通过大电流试验调整自身的均流偏置角，保证各智能整流桥输出基本相同的电流，这样就得到了所有智能整流桥的均流偏置角；
各智能整流桥通过叠加均流偏置角从而改善各智能整流桥在典型工况下的均流特性。
实施例：
如图1-图7所示，本发明采用了与专利申请号201910223958.X相同的硬件，通过通信网络共享所有并联智能整流桥的同步信息和同步偏置角。
通过小电流试验为每一个智能整流桥确定同步偏置角：每次仅一个智能整流桥运行，使用此整流桥的A相同步驱动触发脉冲。阳极电压设置为80V以上，且所有智能整流桥的小电流试验均使用相同幅值的阳极电压，此时同步整形电路的因为启动阈值产生的相移与正常工作时的相移基本一致。调整智能整流桥1的同步偏置角，使其在60°时的输出波形与理论一致，并记录此时的输出电压，这样得到了智能整流桥1的同步偏置角。在其余智能整流桥的小电流试验中调整同步偏置角使其在60°时输出的直流电压幅值与智能整流桥1相同。如此得到了各个智能整流桥的同步偏置角。
本发明与专利申请号201910223958.X一样正常工作时所有智能整流桥使用同一路同步信号驱动触发脉冲。但是专利申请号201910223958.X仅共享了同步信号，所有智能整流桥采用相同的同步偏置角。本发明中每一个智能整流桥设置的同步偏置角都略有差异以补偿硬件造成的差异，所以本发明除了共享同步信号外还共享了各个智能整流桥的同步偏置角，生成触发脉冲时必须使用同步信号源所在智能整流桥的同步偏置角。例如所有智能整流桥使用智能整流桥1的A相同步，则所有智能整流桥使用智能整流桥1的同步偏置角作为同步信号补偿角。
本发明通过大电流试验确定各智能整流桥的均流角。大电流试验中所有智能整流桥均并联输出，使用智能整流桥1的A相同步信号驱动触发脉冲，设置智能整流桥1的均流偏置角为0，缓慢调节其余各智能整流桥的均流角，使所有智能整流桥的输出电流基本一致。这样就得到了各智能整流桥的均流偏置角。均流角的允许设置范围为-1°～1°。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
各智能整流桥通过小电流试验确定自身的同步偏置角，保证使用自身A相同步信号驱动时，在相同的阳极电压和触发角下，输出相同的电压；
通过通信网络与所有并联的智能整流桥共享本地接入的同步信号及同步偏置角；
以其他智能整流桥的同步信号作为触发脉冲的驱动信号时，以同步信号来源所在的智能整流桥的同步偏置角作为触发脉冲的同步偏置角；
各智能整流桥通过大电流试验调整自身的均流偏置角，保证各智能整流桥输出相同的电流，这样就得到了所有智能整流桥的均流偏置角；
各智能整流桥通过叠加均流偏置角从而改善各智能整流桥在典型工况下的均流特性,触发角以60°输出作为典型工况，所述叠加均流偏置角具体为智能整流桥按照控制角加同步偏置角加均流偏置角生成触发脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，其特征在于，通过小电流试验为每一个智能整流桥确定同步偏置角的具体步骤为，
每次仅一个智能整流桥运行，使用此整流桥的A相同步驱动触发脉冲；
阳极电压设置为80V以上，且所有智能整流桥的小电流试验均使用相同幅值的阳极电压，此时同步整形电路的因为启动阈值产生的相移与正常工作时的相移基本一致；
调整智能整流桥1的同步偏置角，使其在60°触发角时的输出波形与理论一致，并记录此时的输出电压，这样得到了智能整流桥1的同步偏置角；
在其余智能整流桥的小电流试验中调整同步偏置角，使其在60°触发角时输出的直流电压幅值与智能整流桥1相同，如此得到了各个智能整流桥的同步偏置角。
3.根据权利要求1所述的一种通过预置偏置角与共享同步信号相结合的均流方法，其特征在于，
所述均流偏置角的设置范围为-1°～1°。
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