电气同步式大功率恒流源实现方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电气同步式大功率恒流源实现方法和装置，通过平衡电抗器连接各电动调压器，将小功率累加为大功率，采用电气同步的方式，分别控制各电动调压器的电机，调节其滑动端的电压达到同步，调节过程分为电压预调和电流调节，输出电流保持恒定。采用闭环调节，ＰＷＭ控制技术，通过ＲＳ４８５总线与工业控制计算机进行通信，接收来自工业控制计算机的命令，并上传恒流源的各种状态。具有输出电流精度高、系统实现简单等特点。

Electric synchronous type large power constant current source realizing method and device

The invention discloses an electric synchronous type high power constant current source realization method and device, the electric voltage regulator is connected by an interphase reactor, the small power accumulated for high power, using electric synchronous method, respectively controlling the motor voltage regulator, regulate the voltage of sliding end synchronization adjustment process divided into voltage pre regulation and current regulation, the output current is kept constant. Adopting closed-loop control, PWM control technology, through the RS485 bus and industrial control computer for communication, receive commands from industrial control computer, and upload the various status of constant current source. It has the characteristics of high output current precision and simple realization of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交流恒流源，具体地说是 一种电气同步式大功率恒流源实 现方法和装置。
技术介绍
目前，大功率恒流源在低压电气行业大电流产品的检测与调整中被广泛应用。这些恒流源的电压调整部分有两种实现方法 一是采用感应式调 压器； 一是将多个接触式调压器并联并通过机械方法进行同步。前者很难 避免波形失真问题，影响检测结果的准确性，而后者则系统繁瑣，设计困 难，成本高，故障多，维护量大，维护不方便。
技术实现思路
为了克服上述两类装置的不足，本专利技术提供一种输出电流精度高、系 统实现简单的电气同步式大功率恒流源实现方法和装置。为了实现该目的，本专利技术所采用的技术方案如下电气同步式大功率恒流源实现方法采用电气同步的方式对多台接触 式电动调压器进行同步调节，以调整系统的输出电流保持恒定；具体是 采用动力部分提供系统功率，将小功率累加为大功率，输出所需的电流； 通过用检测手段实时的将输出电流和各调压器的电压反馈给控制部分，以 实现闭环调节；由控制部分进行恒流控制，通过执行机构将所控制的输出 电流恒流输出；实现同步大功率交流恒流系统调整；其中所述调节分为电压预调和电流调节两部分，电压预调是指将电动 调压器的电压调到同一个给定电压上，电流调节是第一个电动调压器响应 电流反馈，其余电动调压器则跟踪第一个电动调压器的电压；所述控制部 分采用全数字控制技术，通过闭环调节，PID调节算法、以及PWM调节控 制执行机构。电气同步式大功率交流恒流源实现方法的所用装置由动力部分，控 制部分，检测部分，执行机构和显示部分组成，其中所述动力部分，通过偶数个配置、两两一组结构的电动调压器的滑动 端与奇数个平衡电抗器相连，以多个平衡级结构输出电压，为自耦变压器 提供输入电压，自耦变压器通过固态继电器经升流变压器接至待检测的产 品，并为其提供需要的检测电流；检测部分，实时的将输出电流和各电动调压器的电压反馈给控制部分, 以实现闭环调节，其中由电流传感器将输出电流转换为模拟量，并将其反馈给控制部分的控制电路；由电压传感器将各电动调压器的输出电压转换 为模拟量，并将其反馈给控制部分中的每个控制电路；控制部分采用全数字控制技术；通过控制电路接执行机构；对各电动 调压器相连的电机分别进行闭环同步调节；执行机构为与控制电路分别连接的电机；两个电机接共用一个控制电路；显示部分，通过数显电流表连接在电流传感器输出端，显示模拟量转 换为数字量的数字。进一步，其中直接连接在一组电动调压器之间的平衡电抗器构成第一 平衡级，其第一平衡级中平衡电抗器的输出端分别与本级中另一平衡电抗 器两端相连，构成第二平衡级，作为第二平衡级中的平衡电抗器的输出端 与下一级中平衡电抗器两端相连，构成第三平衡级，以此类推，前一平衡 级中的平衡电抗器的输出端与下一平衡级中的平衡电抗器两端相连，构成 新一平衡级；其中包括以下两种情况当前一平衡级与下一级平衡电抗器两端相连构成新一级平衡级后在尾 部出现一个单数平衡电抗器未被连接时，所述新一级平衡级的平衡电抗器 的输出端与余下的单数平衡电抗器的输出端相连构成最后一平衡级；当前一平衡级与下一级平衡电抗器两端相连构成新一级平衡级后在尾 部出现有多个单数平衡电抗器未被连接时，暂时放弃所述单数平衡电抗器 的连接，当所述新一级平衡级的平衡电抗器再没有新的平衡电抗器可以构 成偶数个配接时，再将偶数个配接后构成的新一平衡级的平衡电抗器的输 出端以先出现后连接的原则依次与余下的多个单数平衡电抗器的输出端相 连，最后构成收尾级的平衡级；本专利技术接收220V和380V两种输入电压，其中当输入电压为220V时，电动调压器数量为2N个，N是不为零的正整 数；平衡电抗器数量为2N-1个；其中当输入电压为380V时，电动调压器数量为2N个，N是不为零的 正整数；平衡电抗器数量为2N-2个；所述电压传感器两两一组，其输入端按组分别接在所述动力部分的电 动调压器上，其输出端分别接至控制部分的一个控制电路的传感器接口部 分，用于将电动调压器的输出电压转换为模拟量，并将其反馈到相应的控 制电路中；电流传感器的输入信号来自升流变压器，输出接至控制部分的 第一个控制电路，用于检测并反馈恒流源输出的实际电流，将该电流转换 为模拟量，并将其反馈至控制电路中第一个控制电路中；电压传感器数量 与电动调压器数量相等。所述控制电路为多个，其中一个结构包括电源部分，单片机，通信 部分，传感器接口部分和驱动电路；其中电源部分，为整个电路提供电源，与单片机、通信部分、传感器接口 部分和驱动电路电连接；所述单片机，嵌入有PID调节算法、PWM控制、RS485通信程序；所述通信部分，釆用RS485总线，实现RS485通信的接口，与单片机 相连，实现恒流源与工业控制计算机通信，接收来自工业控制计算机的命 令，并上传恒流源的状态；所述传感器接口部分，用于切换所用的传感器，由至少二个继电器组 成，输入端接收电压传感器模拟量信号，输出端与单片机通信；所述驱动电路，由第一 四功率三极管，第一 二功率三极管与第三 四 功率三极管分别为推挽式连接方式，其输入信号分别来自单片机，输出分 别与电机相连；在单片机的控制下实现电动调压器电机的驱动；电机数量 与电动调压器个数相等。本专利技术所述执行机构的电机电枢与驱动电路相连输出轴分别与电动调 压器的滑动端相连，电机在控制电路的作用下转动时会带动与之相连的滑 动端运动，从而能够改变调压器滑动端的输出电压，调整系统的输出电流。本专利技术具有如下优点1. 本专利技术为电气同步方式，分别对多个接触式电动调压器进行闭环同 步调节，在系统自动调节下，能输出高精度的交流电流，且无波形失真。2. 本专利技术系统实现容易，维护方便，故障少。3. 本专利技术由于结构简单，所以成本较低。4. 本专利技术可与工业控制计算机或可编程控制器通过RS485总线进行通 信，接线简单。5. 本专利技术采用全数字控制技术，人机界面良好，可靠性高。附困说明附图说明图1为本专利技术的动力部分(主回路)与检测部分原理框图。图2为本专利技术的控制部分、通信部分和执行机构原理框图。图3为图2中控制电路原理图。图4为平衡电抗器工作原理说明图。 图5为采用单相电源(220V)时5组电动调压器结构图。图6为采用单相电源(220V)时13组电动调压器结构图。图7-l为采用两相(380V)时10组电动调压器结构图(不包括自耦变 压器的前半部)。图7-2为釆用两相(380V)时IO组电动调压器结构图(包括自耦变压 器的后半部)。图8为釆用单相电源(220V)时5组电动调压器的控制部分与执行及 构原理图。图9为采用单相电源(220V)时的13组电动调压器控制部分与执行及构原理图。图IO为釆用两相电源(380V)时的IO组电动调压器控制部分与执行 及构原理图。具体实施例方式下面参见附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1电气同步式大功率交流恒流源实现方法，釆用电气同步的方式对多台 接触式电动调压器进行同步调节，以调整系统的输出电流保持恒定；具体 是采用动力部分提供系统功率，将小功率累加为大功率，输出所需的电 流；通过用检测手段实时的将输出电流和各调压器的电压反馈给控制部分， 以实现闭环调节；由控制部分进行恒流控制，通过执行机构将所控制的输 出电流恒流输出；如此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气同步式大功率交流恒流源实现方法，其特征为：采用电气同步的方式对多台接触式电动调压器进行同步调节，以调整系统的输出电流保持恒定；具体是：采用动力部分提供系统功率，将小功率累加为大功率，输出所需的电流；通过用检测手段实时的将输出电流和各调压器的电压反馈给控制部分，以实现闭环调节；由控制部分进行恒流控制，通过执行机构将所控制的输出电流恒流输出；实现同步大功率交流恒流系统调整。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋克威，刘付军，胡炳德，张双林，于向洋，王玉山，邱继红，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]