一种用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法，包括采样求取一个电源周期的输出电流平均值，并对输出电流平均值做滤波处理，得到滤波后输出电流平均值；以前一次触发时刻到下一次触发时刻为一个触发区间，采样求取各触发区间输出电流平均值；对每一个触发区间，依据电源周期的滤波后输出电流平均值进行平均电流控制。本发明专利技术技术方案能在存在反电势负载的情况下，是输出电流幅值更加稳定，并且能有效降低大功率整流装置的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法
本专利技术涉及可控硅整流装置
，尤其是一种用于反电势负载的可控硅整流电路工作电流的稳定方法。
技术介绍
反电势负载对电压的波动极为敏感。可控硅整流装置工作过程中，一旦电网侧三相不平衡或触发相角α出现抖动或不对称的情况，便会出现触发瞬时的电压波头不相等。由于带有容性负载的LC滤波电路滤波电容电压与触发瞬时的电压波头联系紧密，因此电压波头不相等引起整流滤波后的直流电压波动。因此电压幅值的小范围波动会引起负载电流幅值的大范围波动。图1和图2显示当电网出现±5％的不对称，电流幅值最大值达最小值的2倍以上，波动达到平均输出电流幅值的50％以上。为稳定输出电流，往往采取加大电感量、增加电容值的方法，但对于大功率的整流装置，势必显著增加成本，且当电网严重不平衡和畸变时，稳定输出电流的效果并不明显。在可控硅整流电路中，经LC滤波电路滤波后的输出电压和输出电流基本稳定如图1，但电网侧出现三相不平衡情况或者触发相角α抖动和不对称时，经LC滤波电路滤波后的输出电压出现小幅波动，使得输出电压波头出现不相等现象。
技术实现思路
由于反电势性质的负载，对电压的变化极为敏感，当电压发生波动时，其输出电流发生大幅度的波动，本专利技术提出一种可控硅整流电路工作电流的稳定方法。本专利技术技术方案提供一种用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法，包括以下步骤：步骤一，采样求取一个电源周期的输出电流平均值并对输出电流平均值做滤波处理，得到滤波后输出电流平均值以前一次触发时刻到下一次触发时刻为一个触发区间，采样求取各触发区间输出电流平均值，设第k个触发区间的输出电流平均值记为步骤二，对每一个触发区间，依据电源周期的滤波后输出电流平均值进行平均电流控制，实现方式如下，对第k个触发区间的平均电流控制，包括将电源周期的滤波后输出电流平均值作为设定值输入，与步骤一中采样求取所得第k个触发区间的输出电流平均值进行比较，差值记为根据Δik相应的修正触发相角θk，控制下一个电源周期第k个触发区间的触发相角为α′k＝αk+θk，使得每个触发区间的输出电流平均值和滤波后电源周期输出电流平均值趋于相等，而其中，αk是当前电源周期第k个触发区间的触发相角，α′k是下一个电源周期第k个触发区间的触发相角。而且，修正触发相角θk生成如下，其中，n是电源周期内触发区间的个数。而且，对输出电流平均值做滤波处理时，采用惯性滤波处理实现。而且，采样求取一个电源周期的输出电流平均值实现方式如下，对一个电源周期内的输出电流取m个采样点ij进行采样，求一个电源周期输出电流平均值其中，m为预设的固定采样点数，j为采样点的序号。而且，采样求取各触发区间输出电流平均值，实现方式如下，对第k个触发区间内的mk个输出电流采样点值求触发区间输出电流平均值第一组触发区间输出电流平均值：第二组触发区间输出电流平均值：……第n组触发区间输出电流平均值：其中，n是电源周期内触发区间的个数，k＝1,2,…,n，mk是指第k个触发区间的采样点总个数，是指第k个触发区间输出电流平均值，i1j是指第1个触发区间第j个采样点采到的输出电流瞬时值，i2j是指第2个触发区间第j个采样点采到的输出电流瞬时值，…，inj是指第n个触发区间内第j个采样点采到的输出电流瞬时值。和现有技术相比，本专利技术技术方案的优点在于：(1)在存在反电势负载的情况下，有效抑制电网波动引起输出电流的大幅波动，输出电流更加稳定；(2)由于电流波动得以抑制，减小大电流滤波电感的电感量，有效降低大功率整流装置的成本。附图说明图1是现有技术中三相380V平衡，α＝60°，反电势300V状态下输出电压和输出电流示意图；图2是现有技术中三相380V不平衡，±5％，α＝60°，反电势300V状态下输出电压和输出电流示意图；图3是本专利技术实施例的可控硅整流器基本电路；图4是本专利技术实施例的可控硅整流装置按区间控制的区间平均电流控制框图。具体实施方式在可控硅整流电路中，经LC滤波电路滤波后的输出电压和输出电流基本稳定如图1，但电网侧出现三相不平衡情况或者触发相角α抖动和不对称时，经LC滤波电路滤波后的输出电压出现小幅波动，使得输出电压波头出现不相等现象。反电势性质的负载，对电压的变化极为敏感，当电压发生波动时，其输出电流发生大幅度的波动。为解决反电势负载下电压波动引起的输出电流大幅波动问题，本专利技术提出一种按触发区间(2次触发之间的时间区间)微调每个触发区间的触发脉冲发出时刻，以调整各触发区间内的平均电流，稳定每个触发区间的平均电流并与总平均电流相等的方法。该方法采样并计算每个触发区间电流平均值和1个电源周期的电流平均值(依据单相或多相、半控或全控等不同整流器结构，每个电源周期可以分为n个触发区间，n＝2(单相半控或全控桥)、3(三相半控桥)、6(三相全控桥)等)，并对电源周期电流平均值做进一步滤波处理，以获得更为准确稳定的输出平均电流再将电源周期平均电流作为微调每区间触发时刻的电流设定值，分别在每个触发区间结束后，依据采样并计算获得的本触发区间电流平均值进行偏差计算，通过电流环控制器，输出触发相角修正量θk，对下一电源周期相应触发区间的触发相角αk进行微调，实现逐周期调整触发区间平均电流，抑制电流大幅波动。上文αk是指当前电源周期第k个触发区间的触发相角，n是电源周期内触发区间的个数，k为触发区间的序号。可控硅整流器原理框图见图3，其中UA、UB、UC是电网侧输入电压，L是滤波电感，C是滤波电容，R是负载电阻，E是反电势负载，VC是滤波后输出电压，i是滤波后的瞬时输出电流。以三相全桥可控整流电路，电网侧输入三相相电压峰值为311V，触发相角α＝60°，负载电阻为0.2Ω与反电势240V串联为例：在电网三相平衡的情况下，经可控硅整流后再经LC滤波电路滤波后的输出电压幅值波动范围为(260，268)V，输出电压平均值约为264V，波动比例为1.51％，输出电流幅值波动范围为(100，142)A，输出电流平均值约为121A，波动比例为17.3％；而在电网三相不平衡的情况下，三相电压峰值分别为311V、327V和295V，经可控硅整流后再经LC滤波电路滤波后的输出电压幅值波动范围为(257，273)V，输出电压平均值约为265V，波动比例为3.02％，输出电流幅值波动范围为(80，162)A，输出电流平均值约为121A波动比例为33.9％。因此由以上分析可得输出电流幅值会随输出电压的幅值小范围波动而发生较为大范围的波动。参见图4，本专利技术实施例提供的可控硅整流装置电流稳定方法包括以下步骤：步骤一：采样求取一个电源周期输出电流平均值并进行滤波，以前一次触发时刻到下一次触发时刻为一个触发区间，采样求取各触发区间输出电流平均值对一个电源周期内的输出电流取m个采样点ij进行采样，求一个电源周期输出电流平均值具体实施时，m为预设的固定采样点数，其取值越大精确度越高，但取值过大，数据处理负担过重，建议优选取值256，j为采样点的序号。进一步对输出电流平均值做惯性滤波处理得到滤波后输出电流平均值使得输出平均电流更为准确稳定。具体实施时，也可以采用惯性滤波以外的其他滤波手段。以前一次触发时刻到下一次触发时刻为一个触发区间，以触发时刻为准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，采样求取一个电源周期的输出电流平均值

【技术特征摘要】
1.一种用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，采样求取一个电源周期的输出电流平均值并对输出电流平均值做滤波处理，得到滤波后输出电流平均值以前一次触发时刻到下一次触发时刻为一个触发区间，采样求取各触发区间输出电流平均值，设第k个触发区间的输出电流平均值记为步骤二，对每一个触发区间，依据电源周期的滤波后输出电流平均值进行平均电流控制，实现方式如下，对第k个触发区间的平均电流控制，包括将电源周期的滤波后输出电流平均值作为设定值输入，与步骤一中采样求取所得第k个触发区间的输出电流平均值进行比较，差值记为根据Δik相应的修正触发相角θk，控制下一个电源周期第k个触发区间的触发相角为α′k＝αk+θk，使得每个触发区间的输出电流平均值和滤波后电源周期输出电流平均值趋于相等，而其中，αk是当前电源周期第k个触发区间的触发相角，α′k是下一个电源周期第k个触发区间的触发相角。2.根据权利要求1所述用于反电势负载的可控硅整流装置电流稳定方法，其特征在于：修正触发相角θk生成如下，其中，n是电源周期内触发区间的个数。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘健，冯雨丝，李坤，熊亦舟，黎家成，梁佳成，张慧，尤润川，马浩，黄健，许章茁，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42