一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，包括嵌入式控制器、接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路，所述嵌入式控制器分別連接接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路。本實(shí)用新型24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置避免了振蕩及不均流的發(fā)生。
【專利說明】
一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制裝置，具體是一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]24脈波相控整流電源主回路結(jié)構(gòu)上是采用I個整流變壓器，或與之等效的幾個變壓器。整流變壓器的網(wǎng)側(cè)同相，但相鄰的閥側(cè)之間相差15度，整流變壓器的每個閥側(cè)與一個6脈波整流柜構(gòu)成一個獨(dú)立的整流電源，在負(fù)載端并聯(lián)，每一個整流電源單獨(dú)由一個6脈波控制系統(tǒng)來控制，然后統(tǒng)一由一個監(jiān)控PLC來管理這4個6脈波控制系統(tǒng)。由于4個6脈波控制系統(tǒng)之間沒有互連，相互之間不知道工況，而監(jiān)控PLC是通過通訊或模擬量分別與這4個6脈波控制系統(tǒng)相通，這種模式響應(yīng)速度慢。由于負(fù)載是一個，4臺電源模塊之間相互影響，而不能同時(shí)以同樣的電壓、電流輸出，就會造成其中一臺模塊電源進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)其他3臺模塊電源跟作進(jìn)行調(diào)節(jié)，這3臺電源的調(diào)節(jié)又引起第一臺電源的調(diào)節(jié)，如此惡性循環(huán)，從而引發(fā)振蕩。
[0003]輕微的振蕩，會造成負(fù)載兩端電流、電壓不穩(wěn)，影響電鍍效果或機(jī)車的平穩(wěn)運(yùn)行，振蕩幅度過大，輕則燒壞負(fù)載、電源本身，重則引起供電線路毀損，造成嚴(yán)重事故。
[0004]有一種方式為了抑制振蕩，采用只用一個電源做調(diào)節(jié)，其他電源只做跟隨，不做調(diào)節(jié)，這樣會造成4臺電源之間的輸出不平衡，從而不均流，有的電源長期超負(fù)荷運(yùn)行，而另一些電源幾乎不工作，一方面可能滿足不了總的輸出要求，另一方面嚴(yán)重影響電源的使用壽命O
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，包括嵌入式控制器、接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路，所述嵌入式控制器分別連接接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路。
[0008]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述接口電路還連接上位機(jī)。
[0009]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述A脈沖驅(qū)動電路還連接A整流柜。
[0010]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述B脈沖驅(qū)動電路還連接B整流柜。
[0011]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述C脈沖驅(qū)動電路還連接C整流柜。
[0012]作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案:所述D脈沖驅(qū)動電路還連接D整流柜。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置避免了振蕩及不均流的發(fā)生。
【附圖說明】
[0014]圖1是本申請實(shí)施實(shí)例的原理框圖；
[0015]圖2是本申請實(shí)施實(shí)例的輸入、輸出的波形圖；
[0016]圖3是本申請實(shí)施實(shí)例的觸發(fā)脈沖時(shí)序圖；
[0017]圖4是本申請實(shí)施實(shí)例的各控制管理單元運(yùn)行時(shí)序圖；
[0018]圖5是本申請實(shí)施實(shí)例的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖6是本申請實(shí)施實(shí)例的軟件控制主流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]請參閱圖1?6，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，包括嵌入式控制器、接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路，所述嵌入式控制器分別連接接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路;所述接口電路還連接上位機(jī);所述A脈沖驅(qū)動電路還連接A整流柜;所述B脈沖驅(qū)動電路還連接B整流柜;所述C脈沖驅(qū)動電路還連接C整流柜;所述D脈沖驅(qū)動電路還連接D整流柜。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理是:為避免振蕩及不均流的發(fā)生，首先將4臺6脈波整流電源集中處理、分時(shí)管理，其次采用智能波段采樣、智能分時(shí)、錯時(shí)、多級PID控制技術(shù)。
[0023]所述同步信號通常取自整流變壓器的網(wǎng)側(cè)，整流變網(wǎng)側(cè)分別與4個閥側(cè)A、B、C、D同一相電的相位差+22.5°、+7.5°、-7.5°、-22.5°。當(dāng)然同步信號也可以取自整流變的閥側(cè)，不管這些同步取自哪里，一定要與整流變的4個閥側(cè)A、B、C、D分別相差一個固定角，而且這個固定角在運(yùn)行過程中不能變化，因此最好是取自同一個電網(wǎng)。
[0024]所述同步管理接收同步信號后，根據(jù)同步與整流變閥側(cè)A、B、C、D固定相差，確定每一個觸發(fā)脈沖的起始點(diǎn)，交由分時(shí)管理單元。
[0025]所述分時(shí)管理單元是本申請的核心之一，分時(shí)管理單元接收來自同步管理單元發(fā)同步點(diǎn)及每一個觸發(fā)脈沖的起始點(diǎn)，分配時(shí)間段給總調(diào)PID、單整流柜工況分配管理;采樣管理;A、B、C、D四個分調(diào)PID;A、B、C、D四個脈沖生成及輸出驅(qū)動單元，讓每個單元在固定的時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間段運(yùn)行。
[0026]所述總調(diào)PID比A、B、C、D四個分調(diào)PID慢3-18個周期，既要滿足調(diào)節(jié)速度又要保證，總調(diào)PID、分調(diào)PID不相互影響。每個分調(diào)PID又根據(jù)誤差的大小分成幾級，誤差大的優(yōu)先執(zhí)行。分時(shí)PID調(diào)節(jié)，總調(diào)PID及各分調(diào)PID均在各自的時(shí)間段運(yùn)行。錯時(shí)PID調(diào)節(jié)，即錯開時(shí)間調(diào)節(jié)，在A整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行B整流柜的分調(diào)PID;在B整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行C整流柜的分調(diào)PID;在C整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行D整流柜的分調(diào)PID;在D整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行A整流柜的分調(diào)PID。在本次輸出脈沖的過程中進(jìn)行下一輸出脈沖的分調(diào)PID計(jì)算，在要輸出脈沖之前的一個時(shí)間段計(jì)算好要求的輸出量。
[0027]所述的智能波段采樣。除總反饋采樣是采用定時(shí)采樣外，A、B、C、D單整流柜采樣使用該機(jī)的輸出起作用時(shí)才進(jìn)行連續(xù)采樣，如圖2所示，A整流柜在Al、A2、A3、A4、A5、A6時(shí)間段采樣，其他時(shí)間段停止采樣;8整流柜在81、82、83、84、85、86時(shí)間段采樣，如此等等，每整流柜只在相關(guān)波段米樣。
[0028]本申請的關(guān)鍵在于對現(xiàn)有的24脈沖相控整流電源進(jìn)行改進(jìn)，在改進(jìn)的24脈沖相控整流電源的基礎(chǔ)上提出了本申請的24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制方法。
[0029]本申請改進(jìn)的24脈沖相控整流電源包括接收管理;監(jiān)控管理;總調(diào)PID;同步管理；分時(shí)管理;單整流柜工況分配管理;采樣管理;A、B、C、D四個分PID;A、B、C、D四個脈沖生成及輸出驅(qū)動單元;A、B、C、D四個整流柜;A、B、C、D四個整流柜輸出電感;整流變壓器。接收管理負(fù)責(zé)接收來自上位機(jī)的命令、監(jiān)控管理單元發(fā)過來的工況信息以及向上位機(jī)上傳電源的工況信息、將給定下傳給總調(diào)PID。
[0030]監(jiān)控管理單元，負(fù)責(zé)監(jiān)控4臺電源的工況及總輸出情況;及時(shí)處理電源異常問題。
[0031]如圖1所示，整流變壓器在本實(shí)例中采用I個網(wǎng)側(cè)，4個閥側(cè)共用一副鐵芯構(gòu)成的一個變壓器。整流變壓器的網(wǎng)側(cè)及閥側(cè)波形如圖2所示，4個閥側(cè)A、B、C、D與網(wǎng)側(cè)的相位差分別為+22.5°、+7.5°、-7.5°、-22.5°，同步信號取自整流變的網(wǎng)側(cè)。
[0032]如圖2所示，同步管理單元根據(jù)同步信號及各分電源的輸出情況確定時(shí)間的起始點(diǎn)、并將同步信號分出24個時(shí)間段及每個時(shí)間段的起始點(diǎn)。
[0033]分時(shí)管理單元是本申請的核心之一，它接收來自同步管理單元發(fā)同步點(diǎn)及每一個觸發(fā)脈沖的起始點(diǎn)，分配時(shí)間段給總調(diào)PID、單整流柜工況分配管理;采樣管理;A、B、C、D四個分調(diào)PID;A、B、C、D四個脈沖生成及輸出驅(qū)動單元，讓每個單元在固定的時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間段運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能波段采樣、智能分時(shí)、錯時(shí)PID控制技術(shù)。它的時(shí)序分配如圖4所示，高電平為運(yùn)行，低電平為停止。除總反饋采樣采用定時(shí)采樣，不受時(shí)序影響外，其他單元均按時(shí)序運(yùn)行，在Al時(shí)刻進(jìn)行A采樣、A脈沖輸出、總調(diào)PID計(jì)算;BI時(shí)刻進(jìn)行B采樣、B脈沖輸出、其他管理控制，其他管理控制包含:單整流柜工況分配管理、監(jiān)控管理;在Cl時(shí)刻進(jìn)行C采樣、C脈沖輸出、其他管理控制;在Dl時(shí)刻進(jìn)行D采樣、D脈沖輸出、APID計(jì)算;在A2時(shí)刻進(jìn)行A采樣、A脈沖輸出、BPID計(jì)算;在B2時(shí)刻進(jìn)行B采樣、B脈沖輸出、CPID計(jì)算;在C2時(shí)刻進(jìn)行C采樣、C脈沖輸出、DPID計(jì)算;在D2時(shí)刻進(jìn)行D采樣、D脈沖輸出、其他管理控制；在A3時(shí)刻進(jìn)行A采樣、A脈沖輸出、其他管理控制;在B3時(shí)刻進(jìn)行B采樣、B脈沖輸出、其他管理控制;在C3時(shí)刻進(jìn)行C采樣、C脈沖輸出、其他管理控制；在D3時(shí)刻進(jìn)行D采樣、D脈沖輸出、APID計(jì)算;在A4時(shí)刻進(jìn)行A采樣、A脈沖輸出、BPID計(jì)算;在B4時(shí)刻進(jìn)行B采樣、B脈沖輸出、CPID計(jì)算;在C4時(shí)刻進(jìn)行C采樣、C脈沖輸出、DPID計(jì)算;在D4時(shí)刻進(jìn)行D采樣、D脈沖輸出、其他管理控制；在A5時(shí)刻進(jìn)行A采樣、A脈沖輸出、其他管理控制;在B5時(shí)刻進(jìn)行B采樣、B脈沖輸出、其他管理控制;在C5時(shí)刻進(jìn)行C采樣、C脈沖輸出、其他管理控制;在D5時(shí)刻進(jìn)行D采樣、D脈沖輸出、APID計(jì)算;在A6時(shí)刻進(jìn)行A采樣、A脈沖輸出、BPID計(jì)算;在B6時(shí)刻進(jìn)行B采樣、B脈沖輸出、CPID計(jì)算;在C6時(shí)刻進(jìn)行C采樣、C脈沖輸出、DPID計(jì)算;在D6時(shí)刻進(jìn)行D采樣、D脈沖輸出、其他管理控制。
[0034]單整流柜工況分配管理根據(jù)A、B、C、D四臺單整流柜的工況及總調(diào)PID要求的總輸出量，確定每臺單整流柜的輸出量，將這個輸出量送到A、B、C、D四個分調(diào)PID。
[0035]PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)是本申請的另一個核心?？傉{(diào)PID與4個分調(diào)PID組成多級PID，首先將總調(diào)PID和4個分調(diào)PID分成兩級，每個總調(diào)PID調(diào)節(jié)一次后，4個分調(diào)PID各執(zhí)行3-18次(視調(diào)節(jié)情況定)后，再執(zhí)行下一次總調(diào)PID調(diào)節(jié)。其次，每個分調(diào)PID又根據(jù)誤差的大小分成幾級，誤差大的優(yōu)先執(zhí)行。分時(shí)PID調(diào)節(jié)，總調(diào)PID及各分調(diào)PID均在各自的時(shí)間段運(yùn)行。錯時(shí)PID調(diào)節(jié)，即錯開時(shí)間調(diào)節(jié)，在A整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行B整流柜的分調(diào)PID;在B整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行C整流柜的分調(diào)PID;在C整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行D整流柜的分調(diào)PID;在D整流柜輸出時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行A整流柜的分調(diào)PID。在本次輸出脈沖的過程中進(jìn)行下一輸出脈沖的分調(diào)PID計(jì)算，在要輸出脈沖之前的一個時(shí)間段計(jì)算好要求的輸出量。
[0036]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0037]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，包括嵌入式控制器、接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路，其特征在于，所述嵌入式控制器分別連接接口電路、同步接口電路、模擬量處理電路、A脈沖驅(qū)動電路、B脈沖驅(qū)動電路、C脈沖驅(qū)動電路和D脈沖驅(qū)動電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，其特征在于，所述接口電路還連接上位機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，其特征在于，所述A脈沖驅(qū)動電路還連接A整流柜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，其特征在于，所述B脈沖驅(qū)動電路還連接B整流柜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，其特征在于，所述C脈沖驅(qū)動電路還連接C整流柜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的24脈波相控整流電源的振蕩抑制及均流控制裝置，其特征在于，所述D脈沖驅(qū)動電路還連接D整流柜。
【文檔編號】H02M7/12GK205490197SQ201521122149
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】丁少云, 黃海波
【申請人】九江歷源整流設(shè)備有限公司