分区自耦补偿三相交流稳压控制方法技术

一种分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，由包括自耦补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元的三相交流稳压器实现。补偿控制单元由三个包括采样比较电路、延时保护电路、触发选通控制电路、检错判别电路的补偿控制电路组成，分别对三相的交流电源相电压进行电压采样，输出对应的三相触发控制信号、三相不触发区控制信号、三相触发选通控制值判别信号；保护驱动单元依据输入的三相触发选通控制值判别信号是否有效来对三相晶闸管开关组进行保护。所述稳压控制方法在实现互锁控制的同时，还对控制电路是否出现逻辑错误来对晶闸管开关组进行保护，有效地加强了针对三相稳压工作过程出现异常的保护力度。

【技术实现步骤摘要】
分区自耦补偿三相交流稳压控制方法
本专利技术涉及电源
，尤其是一种分区自耦补偿三相交流稳压控制方法。
技术介绍
现有的补偿式单相和三相交流稳压器，其优点是稳压范围宽，波形几乎没有失真，整机效率高，负载适应性强。其原理是根据输入电压的高低情况，自动控制补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，利用初级侧工作绕组和次级绕组的变比关系，或者通过调整初级绕组上所加电压的方式，提供双向多档的电压补偿，从而实现调压稳压的目的。现有补偿式交流稳压器的不足之处是：采用电机控制碳刷移动来改变向补偿变压器励磁线圈施加不同电压时，碳刷容易磨损，经常出现故障。采用电子开关切换的方式来进行补偿变压器上初级绕组的不同绕组线圈的投切，或者调整初级绕组上所加电压时，电子开关的延迟关断容易造成电源短路故障；采用单片机、PLC等的程序方式控制电子开关切换时，程序飞跑、死机等问题也会造成稳压器失效，或者是因控制逻辑错误造成电源短路故障。
技术实现思路
为了解决现有补偿式交流稳压器所存在的问题，本专利技术提供了一种分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，包括：每一相中，将交流电源相电压波动区间范围的电压分成多个电压等级区间来进行补偿控制；对交流电源相电压的电压等级区间进行识别，得到触发选通控制值；由二极管触发选通矩阵依据触发选通控制值选择并使相应的触发控制信号有效，控制晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态控制选择本相自耦变压器多个输出电压中的0个，或者是1个，或者是多个电压叠加，作为本相补偿变压器的励磁线圈电压，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态；交流电源相电压的每个电压等级区间对应一个电压补偿状态。每一相中，交流电源相电压波动使触发选通控制值发生变化，导致晶闸管开关组中晶闸管需要改变通断组合状态时，在晶闸管开关组中晶闸管的先后2种不同通断组合状态之间，维持一个不触发区时间，关断晶闸管开关组中的所有晶闸管。每一相中，对触发选通控制值是否有效进行判别；当处于维持一个不触发区时间状态，或者是触发选通控制值无效时，切断触发电路的供电电源，停止发出该相的触发脉冲。每一相中，所述维持一个不触发区时间由不触发区控制信号实现；控制不触发区控制信号在触发选通控制值发生改变后输出一个单脉冲；不触发区控制信号在输出单脉冲期间有效，在非输出单脉冲期间无效；不触发区控制信号有效时，维持一个的不触发区时间。进一步地，所述触发选通控制值发生改变后，不触发区控制信号中单脉冲的宽度时间在10ms至30ms之间选取。三相触发选通控制值中，有一个及一个以上无效时，控制三相晶闸管开关组处于保护状态。每一相中，触发选通控制值为M位二进制值；判别触发选通控制值是否有效的依据是，触发选通控制值的M位二进制值中，有且只有一位有效时，触发选通控制值有效；否则，触发选通控制值无效；触发选通控制值中的位为1有效，为0无效，即触发选通控制值信号中的高电平有效，低电平无效；或者是，触发选通控制值中的位为0有效，为1无效，即触发选通控制值信号中的低电平有效，高电平无效；共有M个触发选通控制值有效。所述M为大于等于2的整数。每一相中，控制晶闸管开关组的触发控制信号由延迟的触发选通控制值控制产生；延迟的触发选通控制值的信号改变时刻晚于触发选通控制值发生改变后不触发区控制信号中单脉冲的前沿时刻，且早于触发选通控制值发生改变后不触发区控制信号中单脉冲的后沿时刻。每一相中，设晶闸管开关组中共有N个晶闸管；二极管触发选通矩阵包括M根触发选通控制列线、N根触发驱动行线和多个二极管；M根触发选通控制列线与M位触发选通控制值一一对应，一个有效的触发选通控制值对应使一根触发选通控制列线信号有效；N根触发驱动行线与N个晶闸管一一对应，一根触发驱动行线信号有效对应使一个晶闸管的触发控制信号有效；触发控制信号有效使相应的晶闸管导通；每根触发选通控制列线有效时，对应一个晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；每根触发选通控制列线信号有效时，对应一个晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；在每根触发选通控制列线与该列线信号有效时对应通断组合状态需要控制晶闸管导通的触发驱动行线之间均设置二极管进行连接，当某根触发选通控制列线有效时，由二极管使需要控制晶闸管导通的触发驱动行线信号有效；所述N为大于等于4的整数。每一相中，对交流电源相电压的电压等级区间进行识别，得到触发选通控制值由采样比较电路实现；采样比较电路包括交流电源相电压采样电路和多区间电压比较器电路，交流电源相电压采样电路将交流电源相电压有效值转换为交流电源相电压采样值；多区间电压比较器电路对交流电源相电压采样值与M-1个阈值电压进行比较，得到M位触发选通控制值。每一相中，多区间电压比较器电路包括M-1个比较器，M-1个比较器均采用正单电源供电；M-1个不同的阈值电压分别连接至M-1个比较器的同相输入端，交流电源相电压采样值同时连接至M-1个比较器的反相输入端；M-1个比较器中，阈值电压最低的比较器直接采用正单电源进行供电，其他比较器均采用可控电源进行供电；比较器采用可控电源供电时，输出端接有下拉电阻，只有在所有阈值电压比其低的比较器全部输出低电平时，可控电源向其正电源端进行供电，否则可控电源停止向其正电源端进行供电；比较器采用可控电源供电且可控电源停止向其正电源端进行供电时，输出低电平；M位触发选通控制值由M-1个比较器的输出值和最高区间判断值组成；当M-1个比较器的输出值全部为低电平时，最高区间判断值为高电平，否则，最高区间判断值为低电平。多区间电压比较器电路中的比较器均优选采用单电源供电的低功耗轨到轨运放。每一相中，对触发选通控制值进行延迟，以及产生不触发区控制信号的功能由延时保护电路实现；对触发选通控制值是否有效进行判别由检错判别电路实现，检错判别电路输入延迟后的触发选通控制值并判别其是否有效，输出触发选通控制值判别信号。所述分区自耦补偿三相交流稳压控制方法由包括自耦补偿式三相主电路单元、补偿控制单元、触发单元、保护驱动单元的三相交流稳压器实现。自耦补偿式三相主电路单元的每相主电路均包括补偿变压器、自耦变压器、晶闸管开关组；补偿控制单元输出三相触发控制信号至触发单元；触发单元根据输入的触发控制信号，发出触发信号至自耦补偿式三相主电路单元，控制三相晶闸管开关组中晶闸管的通断；补偿控制单元同时输出三相不触发区控制信号和三相触发选通控制值判别信号至保护驱动单元，保护驱动单元依据输入的三相触发选通控制值判别信号是否有效来停止/启动对三相晶闸管开关组的保护，同时依据三相触发选通控制值判别信号是否有效和三相不触发区控制信号是否有效来控制触发单元的供电电源。三相晶闸管开关组中的晶闸管为晶闸管，或者是2个单向晶闸管反向并联形成的晶闸管交流开关。补偿控制单元由三个结构相同的补偿控制电路组成；三个补偿控制电路分别对三相交流电源相电压进行电压采样，输出三相触发控制信号、三相不触发区控制信号、三相触发选通控制值判别信号。每一相的补偿控制电路均包括功能与结构相同的采样比较电路、延时保护电路、触发选通控制电路、检错判别电路，每一相的延时保护电路功能与结构相同，每一相的采样比较电路功能与结构相同，每一相的触发选通控制电路功能与结构相同，每一相的检错判别电路功能与结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，将交流电源相电压波动区间范围的电压分成多个电压等级区间来进行补偿控制；对交流电源相电压的电压等级区间进行识别，得到触发选通控制值；由二极管触发选通矩阵依据触发选通控制值选择并使相应的触发控制信号有效，控制晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态控制选择自耦变压器多个输出电压中的0个，或者是1个，或者是多个电压叠加，作为补偿变压器的励磁线圈电压，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态；交流电源相电压的每个电压等级区间对应一个电压补偿状态。

【技术特征摘要】
1.一种分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，将交流电源相电压波动区间范围的电压分成多个电压等级区间来进行补偿控制；对交流电源相电压的电压等级区间进行识别，得到触发选通控制值；由二极管触发选通矩阵依据触发选通控制值选择并使相应的触发控制信号有效，控制晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态；晶闸管开关组中晶闸管的通断组合状态控制选择自耦变压器多个输出电压中的0个，或者是1个，或者是多个电压叠加，作为补偿变压器的励磁线圈电压，实现与电压等级区间对应的电压补偿状态；交流电源相电压的每个电压等级区间对应一个电压补偿状态。2.根据权利要求1所述的分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，在晶闸管开关组中晶闸管的先后2种不同通断组合状态之间，维持一个不触发区时间，关断晶闸管开关组中的所有晶闸管。3.根据权利要求2所述的分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，对触发选通控制值是否有效进行判别；当处于维持一个不触发区时间状态，或者是触发选通控制值无效时，切断触发电路的供电电源，停止发出该相的触发脉冲。4.根据权利要求3所述的分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，所述维持一个不触发区时间由不触发区控制信号实现；控制不触发区控制信号在触发选通控制值发生改变后输出一个单脉冲；不触发区控制信号在输出单脉冲期间有效，在非输出单脉冲期间无效；不触发区控制信号有效时，维持一个的不触发区时间。5.根据权利要求3-4中任一项所述的分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：三相触发选通控制值中，有一个及一个以上无效时，控制三相晶闸管开关组处于保护状态。6.根据权利要求5所述的分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，触发选通控制值为M位二进制值；判别触发选通控制值是否有效的依据是，触发选通控制值的M位二进制值中，有且只有一位有效时，触发选通控制值有效；否则，触发选通控制值无效；所述M为大于等于2的整数。7.根据权利要求6所述的分区自耦补偿三相交流稳压控制方法，其特征在于：每一相中，控制晶闸管开关组的触发控制信号由延迟的触发选通控制值控制产生；延迟的触发选通控制值的信号改变时刻晚于触发选通控制值发生改变后不触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧伟明，凌云，陈刚，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43