專利名稱：一種24脈波控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，尤其是一種24路脈沖控制電路。
背景技術(shù)：
三相電源可控整流一般有6脈波整流、12脈波整流、24脈波整流(圖一)， 脈波數(shù)越多，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染越小。在中小功率整流電源上，由于諧波治理 方便、治理成本低、體積小， 一般6脈波，12脈波的整流控制方式運(yùn)用較多。 在大功率與超大功率可控整流電源上，如果采用6脈波或12脈波整流，勢(shì)必 給電網(wǎng)造成較大的諧波污染，影響電網(wǎng)質(zhì)量及其它設(shè)備的正常運(yùn)行，且諧波治 理成本高，體積大。因此在大功率可控整流電源上，常采用24脈波整流控制， 有效地降低了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，且輸出紋波系數(shù)小，輸出電源質(zhì)量?jī)?yōu)。其廣 泛應(yīng)用于城市地鐵，軌道交通的牽引等電氣傳動(dòng)行業(yè)，同時(shí)也是許多工業(yè)生產(chǎn) 中的關(guān)4定設(shè)備。
圖1是一個(gè)典型的24脈波整流回路，兩組整流變壓器T1和T2，變壓器T1和T2其 副邊分別有2組繞組，兩組變壓器共有4組繞組，4艮據(jù)變壓器副邊繞組的不同連 接方式使得4組繞組的輸出電壓間相位互差15。；由晶閘管組成的四組全橋整流 橋路橋l、橋2、橋3、橋4，通過并聯(lián)或串聯(lián)連接方式將4組橋的輸出聯(lián)在一起， 然后通過觸發(fā)控制板控制整流橋l、橋2、橋3、橋4中晶閘管的輸出，并使得4組 整流橋的輸出電壓保持一致，由于4組整流橋的輸出并聯(lián)或串聯(lián)在一起，最終得 到一個(gè)12脈波的直流電源?，F(xiàn)常用的有兩種控制。 一種控制電路如圖2所示，4 組控制板分別控制4組晶閘管整流橋，各控制板獨(dú)立采集各自回路的相位同步信 號(hào)，控制本回路的電源輸出，但由于是多塊控制板獨(dú)立采集相位同步信號(hào)，就必然會(huì)出現(xiàn)采樣誤差，造成多組橋路間的相位差不一致。另一種控制電路如圖3 所示，采用2組控制板各控制2組晶閘管整流橋，各控制板獨(dú)立采集各組回路的 相位同步信號(hào)，控制該組回路的電源輸出，但由于仍是各個(gè)控制板獨(dú)立采集相 位同步信號(hào)，仍會(huì)出現(xiàn)采樣誤差，造成各組橋路間的相位差不一致。
無(wú)論那種方式，因多組橋路獨(dú)立采集相位同步信號(hào)而產(chǎn)生的相位釆集誤差 導(dǎo)致各橋路間觸發(fā)脈沖相位差不一致，從而引起各組橋路輸出電壓不一致的問 題。當(dāng)變壓器副邊各組輸出電壓不一致時(shí)導(dǎo)致兩組變壓器輸出功率不一致的問 題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種24脈波控制電路，包括一塊控制板和晶閘管 橋1、橋2、橋3、橋4,控制板采樣同步信號(hào)，通過軟件依次相移15°輸出 24組觸發(fā)脈沖作為不同橋路間觸發(fā)脈沖，分別觸發(fā)晶閘管橋l、橋2、橋3、 橋4對(duì)24脈波整流控制。
該控制電路的控制板的軟件上采用脈沖相位微調(diào)技術(shù)，可根據(jù)各組變壓 器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對(duì)各組整流橋路的觸發(fā)脈沖進(jìn)行微調(diào)，使得 各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達(dá)到平衡。
本實(shí)用新型采用一塊控制板控制多組橋路，采用同一相位同步信號(hào)，從 而避免了橋路間觸發(fā)脈沖相位差不一致，且進(jìn)一步通過脈沖相位微調(diào)技術(shù)，可 根據(jù)各組變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對(duì)各組整流橋路的觸發(fā)脈沖 進(jìn)行微調(diào)，使得各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達(dá)到平 衡。同時(shí)，采用一塊控制板，降低了故障率，減小了體積，提高了集成度。


本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是24路脈波典型回路。圖2是現(xiàn)有控制電路之一。圖3是現(xiàn)有控制電路之二。
圖4是本實(shí)用新型24脈波控制電路。圖5是各橋觸發(fā)脈沖。
圖6是控制板框圖。圖7是24脈波控制流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型通過一塊控制板輸出24組觸發(fā)脈沖(如圖4所示)，分別觸發(fā) 晶間管橋1、橋2、橋3、橋4，達(dá)到24脈波整流控制的目的。整個(gè)控制板使 用同一個(gè)同步采樣，然后通過軟件計(jì)依次移相15°得到不同橋路間觸發(fā)脈沖， 使得相鄰電壓相位間的觸發(fā)脈沖恒定為15° ，各橋觸發(fā)脈沖如圖5所示。
控制板框圖如圖6所示，包括
同步檢測(cè)同步信號(hào)硬件檢測(cè)接口。
給定信號(hào)模擬給定信號(hào)輸入口 ，具備多組給定端口 ，可選擇輸入信號(hào)為4 ~ 20mA、 0 ~ 20raA、 0 ~ 5V、 0 ~IOV。
開關(guān)信號(hào)輸入多組無(wú)源開關(guān)信號(hào)輸入，用作運(yùn)行啟停、給定切換、故障 復(fù)位等功能。
通訊4妻口 RS485通ifU妄口 。
CPU:控制中心，各采集進(jìn)入CPU進(jìn)行控制。
觸發(fā)模塊晶閘管觸發(fā)信號(hào)輸出接口。
模擬輸出多組模擬輸出端口，可模擬輸出電壓、電流、功率等。輸出信
號(hào)為4 ~ 20mA或0 ~ 20mA。
報(bào)警繼電器輸出多組繼電器輸出，用作報(bào)警指示。 顯示顯示模塊，可選擇LED數(shù)碼顯示或LCD中文顯示。 由于不同變壓器在制作上其變比參數(shù)不能夠達(dá)到完全一致，導(dǎo)致整流變壓
器各組副邊輸出電壓值大小不一致(即各組整流變壓器的副邊輸出電壓值不相等)，經(jīng)過24脈波整流控制后的輸出電壓將不平衡，最終導(dǎo)致各組變壓器的輸 出功率不平衡，在系統(tǒng)沒有更多功率裕量的情況下(即各組整流變壓器的總功 率工作在系統(tǒng)額定功率值時(shí))，將造成其中一組整流變壓器超負(fù)荷工作，而另 一組整流變壓器卻未達(dá)到額定功率，從而造成超負(fù)荷工作的整流變壓器組對(duì)應(yīng) 的整流橋路因過流而損壞，變壓器組發(fā)熱嚴(yán)重，甚至燒毀變壓器，造成較大的 損失。
針對(duì)這種情況，在控制板的軟件上釆用脈沖相位微調(diào)技術(shù)，可根據(jù)各組 變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對(duì)各組整流橋路的觸發(fā)脈沖進(jìn)行微調(diào)， 使得各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達(dá)到平衡。例如當(dāng) 整流變壓器T1和T2其副邊電壓值大小不一致時(shí)，如果不進(jìn)行脈沖微調(diào)，控制 板仍然按照4組橋路電壓相位互差15°進(jìn)行觸發(fā)，則橋1、橋2、橋3、橋4 的晶閘管的導(dǎo)通角一致，由于變壓器副邊輸出電壓值大小不一致，則橋l、橋 2、橋3、橋4的輸出電壓值大小肯定不一致，導(dǎo)致兩組整流變壓器輸出功率不 一致；通過鍵盤設(shè)置脈沖微調(diào)參數(shù)來(lái)作脈沖微調(diào)，可適當(dāng)調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖相位， 即改變互差15。的觸發(fā)脈沖相位，將輸出功率大的橋路觸發(fā)脈沖相位后移，將 輸出功率小的橋路觸發(fā)脈沖前移，最終達(dá)到4組晶閘管橋路輸出功率一致。
24脈波控制流程如圖7所示，包括以下步驟
第一步,獲取同步信號(hào)
通過采集同步信號(hào)，檢測(cè)電網(wǎng)頻率，提供觸發(fā)信號(hào)參考，同時(shí)檢測(cè)主回 路是否滿足24脈波觸發(fā)控制。
第二步，判斷同步信號(hào)是否滿足24脈波控制
當(dāng)檢測(cè)同步信號(hào)滿足24脈波觸發(fā)時(shí)，控制板進(jìn)入觸發(fā)準(zhǔn)備狀態(tài)，否則報(bào)
警停機(jī)第三步，電壓電流信號(hào)檢測(cè)
通過電壓、電流傳感器檢測(cè)輸出電壓、電流大小，供閉環(huán)回路控制，同 時(shí)可設(shè)置最大電壓、電流限制。 第四步，控制邏輯
可設(shè)置恒電壓、恒電流、恒功率等多種控制方式。控制采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)， 外環(huán)為控制環(huán)，內(nèi)環(huán)為限制環(huán)，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)定的限制值時(shí)，限制環(huán)路起作用。 第五步，觸發(fā)分配
應(yīng)用脈沖相位微調(diào)技術(shù)可根據(jù)兩組變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情
況對(duì)橋l、橋2、橋3、橋4的觸發(fā)脈沖進(jìn)行微調(diào)，使各組輸出電壓平穩(wěn)并保障
各組整流變壓器輸出功率達(dá)到平衡。
第六步，判斷各組脈沖分配處于正確狀態(tài)
若各組脈沖分配正確，則輸出脈沖；若各組脈沖分配不正確，則報(bào)警。
第七步，故障保護(hù)與報(bào)警處理
控制板具備多種報(bào)警與保護(hù)功能，可分別設(shè)置各報(bào)警狀態(tài)是否停機(jī)。
第八步，模擬信號(hào)輸出
控制板具備才莫擬輸出功能，可將電壓、電流、功率等信號(hào)^t擬輸出，
模擬輸出信號(hào)為4 ~ 20mA或0 ~ 20mA。
控制板具備多種報(bào)警與保護(hù)功能，可分別設(shè)置W艮警狀態(tài)是否停機(jī)。
本實(shí)用新型采用一塊控制板控制多組橋路，采用同一相位同步信號(hào)，從 而避免了橋路間觸發(fā)脈沖相位差不一致，且進(jìn)一步通過脈沖相位微調(diào)技術(shù)，可 根據(jù)各組變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對(duì)各組整流橋路的觸發(fā)脈沖 進(jìn)行微調(diào)，使得各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達(dá)到平 衡。
同時(shí)，采用一塊控制板，降低了故障率，減小了體積，提高了集成度。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互 相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除 非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非 特別敘述，每個(gè)特征只是一 系列等效或類似特征中的 一個(gè)例子而已。
本實(shí)用新型并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本 說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步 驟或任何新的組合。
權(quán)利要求1、一種24脈波控制電路，包括一塊控制板和晶閘管橋1、橋2、橋3、橋4，控制板采樣同步信號(hào)，其特征在于所述控制板包括同步檢測(cè)模塊，同步信號(hào)硬件檢測(cè)接口；給定信號(hào)模塊，模擬給定信號(hào)輸入口，具備多組給定端口，可選擇輸入信號(hào)為4～20mA、0～20mA、0～5V、0～10V；開關(guān)信號(hào)輸入模塊，多組無(wú)源開關(guān)信號(hào)輸入，用作運(yùn)行啟停、給定切換、故障復(fù)位功能；通訊接口模塊；CPU控制中心；觸發(fā)模塊，晶閘管觸發(fā)信號(hào)輸出接口；模擬輸出，多組模擬輸出端口，可模擬輸出電壓、電流、功率，輸出信號(hào)為4～20mA或0～20mA；報(bào)警繼電器輸出模塊，多組繼電器輸出，用作報(bào)警指示；顯示模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種24脈波控制電路，包括一塊控制板和晶閘管橋1、橋2、橋3、橋4，控制板采樣同步信號(hào)，通過軟件依次相移15°輸出24組觸發(fā)脈沖作為不同橋路間觸發(fā)脈沖，分別觸發(fā)晶閘管橋1、橋2、橋3、橋4對(duì)24脈波整流控制。本實(shí)用新型采用一塊控制板控制多組橋路，降低了故障率，減小了體積，提高了集成度。
文檔編號(hào)H02M7/162GK201323533SQ20082014091
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者陳毅松 申請(qǐng)人:四川英杰電氣有限公司