一种12脉波相控直流电源均流控制方法及电路技术

本发明专利技术涉及一种12脉波相控直流电源均流控制方法及电路，该方法使两组整流桥均设置均流环，两均流环的给定信号相同：当恒压充电时，均流环的给定信号为给定电压信号与直流电源输出电压信号的误差信号；当恒流充电时，均流环的给定信号为给定电流信号与直流电源输出电流信号之差经过PI之后与直流电源输出电压的误差信号。本发明专利技术实现输出稳压或者稳流控制功能的同时使两组三相整流桥的输出电流相等，实现了均流控制；能够防止模块运行在输出电流临界状态，保证变换器并联运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种12脉波相控直流电源均流控制方法及电路。
技术介绍
大功率整流系统通过交直流电能变换为电能利用提供了一个新途径，已成为国民产业的重要组成部分。晶闸管是大功率电力变换较理想器件。晶闸管具有容量大、耐压高、效率高、无噪音、体积小、重量轻、反应快、可控制、可靠性好等优点，成为了变流技术发展的基础。晶闸管变流装置在现代工业中的各行各业得到广泛的应用。由于2组6脉波三相全控晶闸管整流桥之间相互影响，而不能同时以同样的电压、电流输出，就会造成其中一台模块电源进行调节时另1台模块电源跟作进行调节，这台电源的调节又引起第一台电源的调节，如此恶性循环，从而引发振荡。轻微的振荡，会造成负载两端电流、电压不稳，影响充电运行效果，振荡幅度过大，轻则烧坏负载、电源本身，重则引起供电线路毁损，造成严重事故。可见，当多个模块并联运行时，有必要对各台模块的输出电流进行监测，同时采用适当的控制策略来保证每台变换器模块较为平均地分担总的输出电流，实现多个模块的并联均流运行。只有选择了适当的均流策略，才能防止模块运行在输出电流临界状态，才能保证变换器并联运行的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种12脉波相控直流电源均流控制方法及电路，以实现通过输出稳压或者稳流控制功能来实现整流桥的均流。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种12脉波相控直流电源均流控制方法，两组整流桥均设置均流环，两均流环的给定信号相同：当恒压充电时，均流环的给定信号为给定电压信号与直流电源输出电压信号的误差信号；当恒流充电时，均流环的给定信号为给定电流信号与直流电源输出电流信号之差经过PI之后与直流电源输出电压的误差信号。本专利技术还提供一种12脉波相控直流电源均流控制电路，所述电路包括电流外环、电压内环和第一整流桥均流环、第二整流桥均流环；电流外环：给定电流信号通过第一跟随器与第一运放器的同相输入端相连，直流电源输出电流信号与第一运放器的反相输入端相连，第一运放器的输出信号为电流外环的输出信号；电压内环：给定电压信号通过第二跟随器与第二运放器的同相输入端相连，电流外环的输出信号经过反向的二极管与第二运放器的同相输入端相连，直流电源输出电压信号与第二运放器的反相输入端相连，第二运放器的输出信号为电压内环的输出信号；第一整流桥均流环：电压内环的输出信号连接第三运放器的同相输入端，第一整流桥输出电流信号经过第三跟随器连接第三运放器的反相输入端，第三运放器的输出用于连接驱动电路；第二整流桥均流环：电压内环的输出信号连接第四运放器的同相输入端，第二整流桥输出电流信号经过第四跟随器连接第四运放器的反相输入端，第四运放器的输出用于连接驱动电路。本专利技术的有益效果是：通过在不同的控制模式，即恒压或恒流模式，采用不同的均流环的给定信号，实现整流桥的均流；同时，控制电路采用电流外环、电压内环、均流环依次相结合的控制方式，实现输出稳压或者稳流控制功能的同时使两组三相整流桥的输出电流相等，实现了均流控制。本专利技术防止模块运行在输出电流临界状态，保证变换器并联运行的可靠性。附图说明图1是本专利技术的原理结构示意图；图2是本专利技术的控制电路示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术进行进一步地详细说明。结合图1和图2，总的输出电流io、总的输出电压uo、以及2组整流桥的输出电流io1和io2经SCR控制单元中的调理电路变换为0～10V的模拟电压信号，分别为直流电源输出电流信号iof、直流电源输出电压信号uf、第一整流桥输出电流信号io1f和第二整流桥输出电流信号io2f。所述电路包括电流外环、电压内环和均流环。如图2所示，其中，从给定电流信号iref和直流电源输出电流信号iof进入到电流外环的输出信号ie为电流外环；从电流外环的输出信号ie、给定电压信号uref和直流电源输出电压信号uf进入到电压内环的输出信号ue为电压内环；从电压内环的输出信号ue和第一整流桥输出电流信号io1f到第三运放器的输出信号uk1以及电压内环的输出信号ue和第一整流桥输出电流信号io2f到第四运放器的输出信号uk2为均流环，前面环路的输出作为后面环路的给定信号。给定电流信号iref进入第一跟随器U1的同相输入端，第一跟随器U1的反相输入端与U1的输出端相连得到给定信号iG，iG作为电流环的给定输入经电阻R1与第一运放器U2的同相输入端相连；直流电源输出电流信号iof作为电流环的反馈输入连接第一运放器U2的反相输入端，同时第一运放器U2的反相输入端经电阻RiG和电容CiG与第一运放器U2的输出端相连，得到电流外环的输出信号ie。电流外环的输出信号ie作为电压内环的给定输入经电阻R2和反向二极管D连接第二运放器U4的同相输入端；给定电压信号uref进入第一跟随器U3的同相输入端，第一跟随器U3的反相输入端与U3的输出端相连得到给定信号uG，uG作为电压环的给定输入经电阻R3连接第二运放器U4的同相输入端；直流电源输出电压信号uf作为电压环的反馈输入连接第二运放器U4的反相输入端，同时第二运放器U4的反相输入端经电阻RuG和电容CuG与第二运放器U4的输出端相连，得到电压内环的输出信号ue。第一整流桥输出电流信号io1f进入第三跟随器U5的同相输入端，第三跟随器U5的反相输入端与第三跟随器U5的输出端相连得到第一整流桥的均流反馈信号，作为第一整流桥均流环的反馈输入经电阻R5连接第三运放器U7的反相输入端；电压内环的输出信号ue作为第一整流桥均流环的给定输入经电阻R4连接第三运放器U7的同相输入端，同时第三运放器U7的反相输入端经电阻Re和电容Ce与第三运放器U7的输出端相连，得到第一输出信号uk1。第二整流桥输出电流信号io2f进入第四跟随器U6的同相输入端，第四跟随器U6的反相输入端与第四跟随器U6的输出端相连得到第二整流桥的均流反馈信号，作为第二整流桥均流环的反馈输入经电阻R6连接第四运放器U8的反相输入端；电压内环的输出信号ue作为第二整流桥均流环的给定输入经电阻R9连接第四运放器U8的同相输入端，同时第四运放器U8的反相输入端经电阻Re和电容Ce与第四运放器U8的输出端相连，得到第二输出信号uk2。根据运放的虚短虚断特性可知，当R4＝R9，R5＝R6时，io1f与io2f相等，从而实现均流。两组整流桥均设置均流环，两均流环的给定信号相同：当恒压充电时，均流环的给定信号为给定电压信号与直流电源输出电压信号的误差信号；当恒流充电时，均流环的给定信号为给定电流信号与直流电源输出电流信号之差经过PI之后与直流电源输出电压的误差信号。具体的工作过程为：当核岛12脉波相控直流电源处于恒流充电时，直流电源输出电流信号iof经过电流环输出电流外环的输出信号ie，ie比给定电压信号uref小，电流外环的输出信号ie作为电压内环的给定信号，经过电压内环输出电压内环输出信号ue，ue作为两组三相整流桥的给定信号经过均流环输出的误差信号来控制晶闸管的触发角，最终使直流电源输出电流信号iof等于恒流控制的给定信号。由于ie＜uref使输出直流电源输出电压信号uf小于恒压充电的电压值，并且均流环的给定ue相同，经均流环的PI后，控制调节io1f和io2f都等于ue且等于的iof一半。当核岛12脉波相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种12脉波相控直流电源均流控制方法，其特征在于，两组整流桥均设置均流环，两均流环的给定信号相同：当恒压充电时，均流环的给定信号为给定电压信号与直流电源输出电压信号的误差信号；当恒流充电时，均流环的给定信号为给定电流信号与直流电源输出电流信号之差经过PI之后与直流电源输出电压的误差信号。

【技术特征摘要】
1.一种12脉波相控直流电源均流控制方法，其特征在于，两组整流桥均设置均流环，两均流环的给定信号相同：当恒压充电时，均流环的给定信号为给定电压信号与直流电源输出电压信号的误差信号；当恒流充电时，均流环的给定信号为给定电流信号与直流电源输出电流信号之差经过PI之后与直流电源输出电压的误差信号。2.一种12脉波相控直流电源均流控制电路，其特征在于，所述电路包括电流外环、电压内环和第一整流桥均流环、第二整流桥均流环；电流外环：给定电流信号通过第一跟随器与第一运放器的同相输入端相连，直流电源输出电流信号与第一运放器的反相输入端相连，第一运放器的输出信号为电流外...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊泽成，尹强，陈天锦，罗治军，马瑞，赵启良，庞浩，于越，任晓丹，曹智慧，
申请(专利权)人：许继电源有限公司，许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41