CN114884426A - 一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统，包括：获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。本发明实施例解决了现有的磁阻马达型控制棒驱动机构的控制方式能耗大影响驱动机构的可靠性的技术问题。

Description

一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统
技术领域
本发明涉及一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统。
背景技术
磁阻马达型控制棒驱动机构是一种用于驱动反应堆控制棒的机构，是采用旋转电源与吸合电源为一体的电源驱动。运转工况需采用三相低频交流电源工作，保持工况需要将低频电源自动转换为直流(两相或三相)。
磁阻马达型控制棒驱动机构的磁阻马达在运转工况与保持工况的工作电流相差较大，磁阻马达型控制棒驱动机构的控制电源装置主电路电压是不可改变的，这使控制对象的保持工况的电流为运转工况的2倍，而保持工况占整个工况的90％以上，所以能耗较大，磁阻马达发热也大，驱动机构的可靠性受到影响。
发明内容
为解决现有的磁阻马达型控制棒驱动机构的控制方式能耗大影响驱动机构的可靠性的技术问题，本发明实施例提供一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统。
本发明实施例通过下述技术方案实现：
第一方面，本发明实施例提供一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，包括：
获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；
根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；
根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。
进一步的，所述磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，还包括：
若工况转换信号为运转工况转换信号，则根据动停信号控制高挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为低挡电压源的输出电压的1.5-2倍。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为150-200V,低挡电压源的输出电压为80-120V。
第二方面，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构的电流控制系统，包括：
获取单元，用于获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；
信号生成单元，用于根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；以及
切换及控制单元，用于根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为运转工况转换信号，则根据动停信号控制高挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况；若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为150-200V,低挡电压源的输出电压为80-120V。
第三方面，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构的电流控制系统，包括：
DC/DC升压电路，用于与低挡电压源连通以将低挡电压转换为高挡电压；
高挡电压控制电路，与DC/DC升压电路连接，用于接收动停信号并根据动停信号控制高挡电压控制电路是否输出高挡电压至电压封锁电路；
电压封锁电路，用于与高挡电压控制电路连接，与磁阻马达型控制棒驱动机构的变频器主电路连接；
低挡电压源，用于与电压封锁电路连接；
多工况自适应控制系统，用于根据磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号产生动停信号，若工况转换信号为运转工况转换信号，则产生用于控制高挡电压控制电路输出高挡电压至电压封锁电路的动停信号；若工况转换信号为保持工况转换信号，则产生用于控制高挡电压控制电路不输出高挡电压至电压封锁电路的动停信号。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为低挡电压源的输出电压的1.5-2倍。
进一步的，所述电压封锁电路为开关管；所述开关管包括两个二极管；二极管D1的阴极与二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极均与磁阻马达型控制棒驱动机构的变频器主电路连接；高挡电压用于与二极管D1的阳极连通；低挡电压用于与二极管D2的阳极连通；当二极管D1导通时二极管D2关断，高挡电压对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况；当二极管D1关断时二极管D2导通，低挡电压对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况降低能耗。
本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明实施例的一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统，通过根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗，从而，解决现有的磁阻马达型控制棒驱动机构的控制方式能耗大影响驱动机构的可靠性的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法的流程示意图。
图2为一个实施例的控制棒驱动机构的电流控制系统的结构示意图。
图3为另一个实施例的控制棒驱动机构的电流控制系统的结构示意图。
图4为电压封锁电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
为解决现有的磁阻马达型控制棒驱动机构的控制方式能耗大影响驱动机构的可靠性的技术问题，本发明实施例提供一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法与系统。第一方面，本发明实施例提供一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，参考图1所示，包括：
S1.获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；
S2.根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；
S3.根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。
从而，本发明实施例通过根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗，由于磁阻马达型控制棒驱动机构的保持工况占整个工况的时间在90％以上，因此，本发明实施例通过降低保持工况的能耗，从而降低整体能耗，因此，本发明实施例的方法降低了磁阻马达及控制电源设备的能耗，减少供电容量，提高磁阻马达工作的可靠性。
进一步的，所述磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，还包括：
S4.若工况转换信号为运转工况转换信号，则根据动停信号控制高挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况。
从而，本发明实施例中采用两挡电压对应驱动机构运转工况和保持工况，以动停信号控制开关通断实现两挡电压切换，自动完成工况转换，避免了90％工况4倍的能耗，减少了供电容量，减少了磁阻马达的发热，提高了磁阻马达工作的可靠性。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为低挡电压源的输出电压的1.5-2倍。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为150-200V,低挡电压源的输出电压为80-120V。
第二方面，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构的电流控制系统，参考图2所示，包括：
获取单元，用于获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；
信号生成单元，用于根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；以及
切换及控制单元，用于根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为运转工况转换信号，则根据动停信号控制高挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况；若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为150-200V,低挡电压源的输出电压为80-120V。
第三方面，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构的电流控制系统，参考图3所示，包括：
DC/DC升压电路，用于与低挡电压源连通以将低挡电压转换为高挡电压；
高挡电压控制电路，与DC/DC升压电路连接，用于接收动停信号并根据动停信号控制高挡电压控制电路是否输出高挡电压至电压封锁电路；
电压封锁电路，用于与高挡电压控制电路连接，与磁阻马达型控制棒驱动机构的变频器主电路连接；
低挡电压源，用于与电压封锁电路连接；
多工况自适应控制系统，用于根据磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号产生动停信号，若工况转换信号为运转工况转换信号，则产生用于控制高挡电压控制电路输出高挡电压至电压封锁电路的动停信号；若工况转换信号为保持工况转换信号，则产生用于控制高挡电压控制电路不输出高挡电压至电压封锁电路的动停信号。
本发明实施例的电流控制系统与上述系统类似。具体原理如下：参考图3和4所示，高低两挡电压自动切换技术，低挡输入直流电压由供电系统或设备直接提供，低挡电压分成2路，1路直接送入电压封锁电路，另1路送入DC/DC升压电路产生高挡电压，再经高挡电压控制后送入电压封锁电路，最后将高挡电压或低挡电压送至控制棒驱动机构(CRDM)变频器主电路。高低两挡电压的切换由动停信号经高挡电压控制电路控制高挡电压是否进入电压封锁电路实现。当控制棒驱动机构需要处于提棒或降棒的运转工况时，动停信号经高挡电压控制电路控制高挡电压进入二极管D1导通，此时由DC/DC升压电路输出高挡电压VH对控制棒驱动机构进行供电；当控制棒驱动机构需要处于保持工况时，动停信号经高挡电压控制电路控制使二极管D1关断二极管D2导通，此时由低挡电压VL对控制棒驱动机构进行供电，降低功耗。
高低两挡电压自动切换供电技术实现了驱动机构保持与旋转工况所需电机驱动电流的自动切换，可将控制棒驱动机构保持工况下的功耗降低至四分之一以下，对降低控制电源及控制棒驱动机构的马达发热、减少电网负荷、提高设备可靠性、延长设备寿命，效果十分显著。
DC/DC升压电路可采用多模块串联的升压电路实现高挡电压，升压的大小可自行由模块的多少决定，该高挡电压仅在运转工况时才接通工作、保持工况时关断。相比传统的控制电源设备先提供高挡电压后再经降压实现低挡电压，本发明在设备长期工作(保持工况)时可进一步降低控制电源设备的功耗。
进一步的，所述高挡电压源的输出电压为低挡电压源的输出电压的1.5-2倍。
参考图4所示，所述电压封锁电路为开关管；所述开关管包括两个二极管；二极管D1的阴极与二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极均与磁阻马达型控制棒驱动机构的变频器主电路连接；高挡电压用于与二极管D1的阳极连通；低挡电压用于与二极管D2的阳极连通；当二极管D1导通时二极管D2关断，高挡电压对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况；当二极管D1关断时二极管D2导通，低挡电压对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况降低能耗。
从而，本发明实施例可避免90％工况4倍的能耗，减少了供电容量，减少了磁阻马达的发热，提高了磁阻马达工作的可靠性。
以上所述的具体实施方式，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方式而已，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)

1.一种磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，其特征在于，包括：
获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；
根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；
根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。
2.如权利要求1所述磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，其特征在于，还包括：
若工况转换信号为运转工况转换信号，则根据动停信号控制高挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况。
3.如权利要求2所述磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，其特征在于，所述高挡电压源的输出电压为低挡电压源的输出电压的1.5-2倍。
4.如权利要求2所述磁阻马达型控制棒驱动机构的电流控制方法，其特征在于，所述高挡电压源的输出电压为150-200V,低挡电压源的输出电压为80-120V。
5.一种控制棒驱动机构的电流控制系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号；
信号生成单元，用于根据所述磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号生成用于切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压的动停信号；以及
切换及控制单元，用于根据动停信号切换磁阻马达型控制棒驱动机构的供电电压，若工况转换信号为运转工况转换信号，则根据动停信号控制高挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况；若工况转换信号为保持工况转换信号，则根据动停信号控制低挡电压源对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况以降低能耗。
6.如权利要求5所述控制棒驱动机构的电流控制系统，其特征在于，所述高挡电压源的输出电压为150-200V,低挡电压源的输出电压为80-120V。
7.一种控制棒驱动机构的电流控制系统，其特征在于，包括：
DC/DC升压电路，用于与低挡电压源连通以将低挡电压转换为高挡电压；
高挡电压控制电路，与DC/DC升压电路连接，用于接收动停信号并根据动停信号控制高挡电压控制电路是否输出高挡电压至电压封锁电路；
电压封锁电路，用于与高挡电压控制电路连接，与磁阻马达型控制棒驱动机构的变频器主电路连接；
低挡电压源，用于与电压封锁电路连接；
多工况自适应控制系统，用于根据磁阻马达型控制棒驱动机构的工况转换信号产生动停信号，若工况转换信号为运转工况转换信号，则产生用于控制高挡电压控制电路输出高挡电压至电压封锁电路的动停信号；若工况转换信号为保持工况转换信号，则产生用于控制高挡电压控制电路不输出高挡电压至电压封锁电路的动停信号。
8.如权利要求7所述控制棒驱动机构的电流控制系统，其特征在于，所述高挡电压源的输出电压为低挡电压源的输出电压的1.5-2倍。
9.如权利要求8所述控制棒驱动机构的电流控制系统，其特征在于，所述电压封锁电路为开关管；所述开关管包括两个二极管；二极管D1的阴极与二极管D2的阴极连接，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极均与磁阻马达型控制棒驱动机构的变频器主电路连接；高挡电压用于与二极管D1的阳极连通；低挡电压用于与二极管D2的阳极连通；当二极管D1导通时二极管D2关断，高挡电压对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于运转工况；当二极管D1关断时二极管D2导通，低挡电压对磁阻马达型控制棒驱动机构供电以使磁阻马达型控制棒驱动机构处于保持工况降低能耗。
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