一種磁控變壓器用直流控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種用于磁控變壓器的直流控制裝置，屬于電力電氣設備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中在變配電過程要用到大量的變壓器設備，調(diào)壓設備在電力系統(tǒng)中扮演著不可取代的角色。近年來，電網(wǎng)中負載種類變得越來越多和太陽能發(fā)電、風能發(fā)電等新型綠色分散式電源的接入，這樣就在電力系統(tǒng)中，用傳統(tǒng)的變壓器進行電壓控制已經(jīng)是越來越捉襟見肘了。近幾年為了調(diào)壓又引入了晶閘管調(diào)壓器(TVR)，靜態(tài)無功功率發(fā)生器(SVG)、靜態(tài)無功功率補償器(SVC)等移相設備，因為它們能夠迅速并能不間斷的控制電壓。雖然引入移相設備可迅速和不間斷的控制電壓，但是這些移相設備具有結(jié)構(gòu)繁雜和控制麻煩、電力電子控制對電網(wǎng)質(zhì)量污染、花費高等缺點。
[0003]磁通控制型變壓器的研究是近幾年才開始的，利用直流控制電路可使控制磁通在分成兩個分路的磁路中形成環(huán)流。由于一次主回路線圈和控制線圈共用控制磁路，主回路的磁阻受到控制環(huán)流而發(fā)生變化。因此，把新磁控技術(shù)融合在變壓器上面，沿襲了傳統(tǒng)的變壓器所具有的效果外，還具有可迅速和不間斷調(diào)節(jié)輸出電壓和改善無功功率的功能?？梢?，直流控制裝置的控制直接影響到磁控變壓器的性能。由于磁控變壓器的直流控制裝置必須根據(jù)電網(wǎng)和磁控變壓器的工作狀態(tài)，對磁控變壓器進行實時及快速的控制，現(xiàn)有的直流控制裝置多不能滿足磁控變壓器的控制要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了彌補上述技術(shù)缺陷而提出的一種磁控變壓器專用直流控制裝置，實現(xiàn)對磁控變壓器的實時和快速控制。
[0005]本發(fā)明的磁控變壓器用直流控制裝置的技術(shù)方案如下:
[0006]對磁控變壓器二次側(cè)電壓和電流做閉合處理，電流和電壓信號經(jīng)過采樣電路和調(diào)理電路后;輸入直流控制裝置的主控DSP進行數(shù)據(jù)采樣和濾波;對所得數(shù)據(jù)，DSP進行數(shù)據(jù)計算、分析，并與控制要求進行比較，從而給出調(diào)整控制信號，即PWM脈沖信號；驅(qū)動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關(guān)斷；從而實現(xiàn)直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。直流控制裝置輸出的直流電流在變壓器一次側(cè)的控制線圈內(nèi)起作用，影響變壓器二次側(cè)的電壓，使變壓器二次側(cè)的電壓值滿足控制要求。
[0007]所述電流采樣應用的是霍爾原理，利用電流互感器進行電流采樣，并通過轉(zhuǎn)換電路把電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；電壓采樣利用電壓互感器實現(xiàn)，得到電壓信號。
[0008]所述調(diào)理電路利用比例和差分模擬電路，將采樣所得電壓信號轉(zhuǎn)換與控制DSP兼容的信號，同時保持原有信號的特征，如頻率、相位等。
[0009]所述DSP為直流控制裝置的主控單元。利用DSP的高性能，實現(xiàn)信號快速和準確的AD采樣;基于DSP的數(shù)據(jù)處理能力，構(gòu)成整個控制系統(tǒng)的核心，完成采樣數(shù)據(jù)的濾波、計算、分析、比較和算法實現(xiàn)，最終發(fā)出調(diào)整信號。而且根據(jù)二次側(cè)電壓的不同控制要求，可以改變DSP的算法，滿足控制要求。
[0010]所述驅(qū)動電路將DSP主控板輸出的PWM波脈沖信號進行電壓和功率放大，使之能夠驅(qū)動IGBT。
[0011]所述直流控制電路，首先將單相220V交流電經(jīng)過橋式整流得到不可控直流電，之后經(jīng)過Buck降壓電路，結(jié)合IGBT電路的開通與關(guān)斷控制，實現(xiàn)可控直流電的輸出，供給磁控變壓器。
[0012]本發(fā)明所帶來的有益效果如下:
[0013]為磁控變壓器提供了一種專用的直流控制裝置，該直流控制裝置根據(jù)電網(wǎng)質(zhì)量現(xiàn)狀和磁控變壓器本身的特性，實時和快速控制磁控變壓器的工作狀態(tài)，從而使用戶電壓滿足控制要求。而且，本發(fā)明的直流控制裝置只是對磁控變壓器進行控制，電力電子控制與電網(wǎng)不直接相關(guān)，因此對電網(wǎng)的污染減小。
【附圖說明】
[0014]圖1為磁控變壓器用直流控制裝置原理圖；
[0015]圖2控制要求為電壓穩(wěn)定性時的DSP數(shù)據(jù)處理流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。
[0017]圖1為磁控變壓器用直流控制裝置原理圖。首先進行電流和電壓采樣和調(diào)理;所得信號輸入直流控制裝置的主控DSP進行數(shù)據(jù)采樣和濾波;對所得數(shù)據(jù)，DSP進行數(shù)據(jù)計算、分析，并與相應的控制要求進行比較，從而給出調(diào)整控制信號，即PWM脈沖信號;驅(qū)動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關(guān)斷；從而實現(xiàn)直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。直流控制裝置輸出的直流電流在變壓器一次側(cè)的控制線圈內(nèi)起作用，影響變壓器二次側(cè)的電壓，使變壓器二次側(cè)的電壓值滿足控制要求。
[0018]圖2為控制要求為電壓穩(wěn)定性時的DSP數(shù)據(jù)處理流程圖。通過采樣電路和調(diào)理電路得到O?3V AC信號，DSP的A/D采樣，采樣頻率達到6.4KHZ。然后經(jīng)過數(shù)字濾波，進行數(shù)據(jù)比較，變壓器二次側(cè)220V AC對應調(diào)理電路調(diào)理后的3V DC，判斷所采樣的電壓是否在要求的范圍內(nèi)，依據(jù)判斷結(jié)果再發(fā)出相對應的調(diào)整信號，以電壓波動范圍在±5%來計算，電網(wǎng)電壓波動在209V?231V之間；如果電壓高于所要求的合理范圍就發(fā)出降低控制電路直流輸出的調(diào)整信號(調(diào)整輸出PWM波的占空比變小)，如果電壓低于所要求的范圍就發(fā)出升高控制電路直流輸出的調(diào)整信號(調(diào)整輸出PWM波的占空比變大)，如果電壓符合所要求的范圍就發(fā)出保持控制電路直流輸出的調(diào)整信號(調(diào)整輸出PWM波的占空比不變)。
[0019]本實施例的磁控變壓器用直流控制裝置主要包含了硬件和軟件兩部分。其控制過程可分為以下步驟:
[0020]第一步:電流和電壓信號采樣和調(diào)理，主要對實際電壓和電流信號進行采用和調(diào)理，使其信號能夠直接供給DSP主控芯片，進行下一步處理。
[0021]第二步:DSP主控對信號進行采用和處理，然后對根據(jù)圖2的軟件算法得到相應的控制信號并輸出。
[0022]第三部:對DSP輸出信號進行放大后驅(qū)動IGBT的開關(guān)與關(guān)斷。
[0023]第四步:IGBT控制DC-DC的Buck電路，輸出可控直流電源，實現(xiàn)對磁控變壓器的控制。
[0024]本磁控變壓器用直流控制裝置實現(xiàn)二次側(cè)電能質(zhì)量的閉環(huán)控制，而且直接作用于磁控變壓器;可以根據(jù)控制要求，改變DSP的控制算法，滿足不同的控制要求;直流控制裝置的電力電子控制由于不直接作用于電網(wǎng)，直流控制裝置的電力電子開關(guān)不會對電網(wǎng)造成污染。
【主權(quán)項】
1.一種磁控變壓器專用直流控制裝置，包括了電壓、電流信號采樣和調(diào)理、DSP主控、驅(qū)動、IGBT控制的可控直流電路。其特征在于電流和電壓信號經(jīng)過采樣電路和調(diào)理電路后;輸入直流控制裝置的主控DSP進行數(shù)據(jù)采樣和濾波;對所得數(shù)據(jù)，DSP進行數(shù)據(jù)計算、分析，并與控制要求進行比較，從而給出調(diào)整控制信號，即PWM脈沖信號;驅(qū)動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關(guān)斷;從而實現(xiàn)直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的磁控變壓器用直流控制裝置，其特征在于直流控制裝置作用于磁控變壓器，實現(xiàn)對二次側(cè)電壓實現(xiàn)閉環(huán)控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控變壓器用直流控制裝置，其特征在于根據(jù)二次側(cè)電壓的不同控制要求，可以改變DSP的算法，滿足控制要求。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種磁控變壓器專用直流控制裝置，包括電流、電壓的采用和調(diào)理電路、DSP主控單元、驅(qū)動電路和可控直流電源電路。該直流控制裝置對磁控變壓器二次側(cè)電壓和電流做閉合處理，電流和電壓信號經(jīng)過采樣電路和調(diào)理電路后；輸入直流控制裝置的主控DSP進行數(shù)據(jù)采樣和濾波；對所得數(shù)據(jù)，DSP進行數(shù)據(jù)計算、分析，并與控制要求進行比較，從而給出調(diào)整控制信號，即PWM脈沖信號；驅(qū)動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關(guān)斷；從而實現(xiàn)直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。
【IPC分類】H02J3/00
【公開號】CN105552891
【申請?zhí)枴緾N201510992565
【發(fā)明人】陳寧, 張健, 韓蓬, 朱莉, 王承民, 代二剛, 王坤, 王傳勇, 楊鳳文, 康文文, 孫寶峰, 王朋朋, 劉涌
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 上海博英信息科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月28日