一种移相调压电路的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于调压自动控制技术领域，涉及一种移相调压电路的控制系统及其控制方法,该系统包括工频电源输入模块、可控硅整流电路、输出滤波电路、可控硅触发电路、过零检测电路、电压反馈电路，数字PID调节电路；该控制系统及控制方法在工频电压瞬时异常时，检测判断过零信号正确性，保证过零与实际工频电压过零点同步；依据反馈实时电压重新修正PID输出的移相调节值，使输出电压从当前反馈值平稳恢复到设定值。与现有技术相比，确保对负载无过压冲击风险，减少经济损失。减少经济损失。减少经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种移相调压电路的控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于调压自动控制
，尤其涉及一种移相调压电路的控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]现有移相调压电路控制方法在出现工频输入电压瞬时异常时，不能保证使输出电压平稳恢复，极易使负载过压损坏。
[0003]如图1所示，当过零检测与工频电压过零点同步，移相触发正常，输出电压稳定；
[0004]当输入电源连接不良或电源不稳定，会出现瞬时电压异常，如图2中T1到T2时刻，造成过零检测与实际工频电压过零点不同步而失误，最终使可控硅移相角也与工频电压相位不同步，造成可控硅导通时间过长，如图2中T3时刻开始产生输出过压，使负载承受过压冲击而损坏；
[0005]当输入电源出现异常时，由于电源中间出现不连续，会造成输出电压跌落；即使过零检测到正确点，如图3中的T2时刻，由于输出电压跌落下降，而PID调节输出量依然是电源出现异常前的调节值，设定值没变，但是测量的反馈值出现变小，误差变大，PID则会加大调节量，如图3中T3时刻，加剧了可控硅导通时间延长，PID调节会出现输出超调，依然造成输出过压冲击。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种移相调压电路的控制系统及其控制方法，该专利技术可有效解决出现工频输入电压瞬时异常时，移相调压电路不能保证使输出电压平稳恢复，极易使负载过压损坏的技术问题。
[0007]本专利技术解决其技术问题是可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种移相调压电路的控制系统,包括工频电源输入模块、可控硅整流电路、输出滤波电路、可控硅触发电路、过零检测电路、电压反馈电路，数字PID调节电路。
[0009]工频电源输入模块与工频电源连接，输入工频电源；可控硅触发电路与可控硅整流电路连接，向可控硅元件发出触发信号，实现直流电压输出；输出滤波电路用于过滤输出电压谐波，提高输出电压质量；过零检测电路用于计算有效过零信号周期上下限值，判断过零检测信号是否为有效过零检测，并将有效信号传输至数字PID调节电路；电压反馈电路与数字PID调节电路连接，用于检测输出电压值，并将输出电压值传送至数字PID调节电路；数字PID调节电路与可控硅触发连接，采用PID控制方法调整触发信号，实现输出电压修正。
[0010]一种移相调压电路的其控制方法，包括以下步骤：
[0011]步骤S1工频电源输入过零检测：
[0012]通过过零检测电路检测工频输入电压过零点与过零检测信号是否同步，
[0013]如果过零检测信号与工频输入电压过零点同步时，移相触发正常，输出电压稳定；
[0014]如果过零检测信号与工频输入电压过零点不同步时，输出电压不稳定，说明工频
电压瞬时异常,进行步骤S2；
[0015]步骤S2计算有效过零信号周期上下限值T
A
和T
B
:
[0016]依据输入工频交流电源频率的上限值F
max
和下限值F
min
，分别计算出有效过零信号周期上下限值T
A
和T
B
，
[0017]有效过零信号周期上限值:
[0018]式中F
max
为工频交流电源频率上限值
[0019]有效过零信号周期下限值:
[0020]式中F
min
为工频交流电源频率下限值；
[0021]步骤S3检测过零信号，测量与上一次过零信号时间间隔值T
D
:
[0022]数字PID调节电路包含对检测的过零信号进行识别，每次检测到过零信号，测量出与上一次过零信号的时间间隔值T
D
；
[0023]步骤S4过零信号判定:
[0024]比较T
D
是否在T
A
和T
B
之间，当T
D
不在T
A
和T
B
之间时，判定过零信号无效，则设置电源异常信号，停止输出移相触发；循环等待有效过零检测，当连续测量到2
‑
5次T
D
在T
A
和T
B
之间时，判定过零信号有效；
[0025]步骤S5输出电压修正:
[0026]当连续测量到2
‑
5次判定过零信号有效，即TD在T
A
和T
B
之间时，依据当前测量的反馈电压值V
X
计算出对应在工频正弦波上的相位值R
X
，修正PID调节输出值为R
X
，同时将PID调节的当前设定值等于V
X
，开始进行移相调节输出；当输出电压稳定后，再将PID调节的设定值按适合速度逐渐增加到等于原先设定值，并取消电源异常信号；这样输出电压将会从V
X
逐渐增大到原先设定值，最终完美实现输出电压无过冲的平稳恢复。
[0027]较佳的，反馈电压值V
X
对应工频交流电源上的相位值R
X
：
[0028][0029]式中F为工频交流电源额定频率，E
m
为工频交流电源峰值电压。
[0030]较佳的，步骤S5中计算反馈电压值V
X
对应工频交流电源上的相位值R
X
，采用比例关系方式。
[0031]较佳的，步骤S5中PID控制计算公式为：
[0032]PID＝K
P
×
e(k)+K
i
×
∑e(k)+K
d
×
[e(k)
‑
e(k
‑
1)][0033]式中K
P
为比例系数；K
i
为积分系数；K
d
为微分系数；
[0034]e(k)为当前误差值(反馈电压与设定电压的误差值)；
[0035]e(k
‑
1)为上一次误差值；
[0036]∑e(k)为e(k)及以前的累积积分和。
[0037]较佳的，K
P
、K
i
、K
d
系数使用原有系统技术默认系数即可，不做改变，当电压异常时，所述∑e(k)进行动态修正。
[0038]较佳的，∑e(k)进行动态修正，包括以下步骤：
[0039]步骤R1
[0040]依据当前测量的反馈电压值V
X
计算出对应在工频正弦波上的相位值R
X
，修正PID调
节输出值为R
X
，
[0041]使PID＝R
X
做本次输出，同时将∑e(k)＝R
X
做后续计算；
[0042]步骤R2
[0043]同时将PID调节的当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移相调压电路的控制系统,其特征在于，包括工频电源输入模块、可控硅整流电路、输出滤波电路、可控硅触发电路、过零检测电路、电压反馈电路，数字PID调节电路；所述工频电源输入模块与工频电源连接，输入工频电源；所述可控硅触发电路与可控硅整流电路连接，向可控硅元件发出触发信号，实现直流电压输出；所述输出滤波电路用于过滤输出电压谐波，提高输出电压质量；所述过零检测电路用于计算有效过零信号周期上下限值，判断过零检测信号是否为有效过零检测，并将有效信号传输至数字PID调节电路；所述电压反馈电路与数字PID调节电路连接，用于检测输出电压值，并将输出电压值传送至数字PID调节电路；所述数字PID调节电路与可控硅触发连接，依据PID控制方法调整触发信号，实现输出电压修正。2.一种移相调压电路的控制方法，包括以下步骤：步骤S1工频电源输入过零检测：通过过零检测电路检测工频输入电压过零点与过零检测信号是否同步，如果过零检测信号与工频输入电压过零点同步时，移相触发正常，输出电压稳定；如果过零检测信号与工频输入电压过零点不同步时，输出电压不稳定，说明工频电压瞬时异常,进行步骤S2；步骤S2计算有效过零信号周期上下限值T
A
和T
B
:依据输入工频交流电源频率的上限值F
max
和下限值F
min
，分别计算出有效过零信号周期上下限值T
A
和T
B
，有效过零信号周期上限值:式中F
max
为工频交流电源频率上限值有效过零信号周期下限值:式中F
min
为工频交流电源频率下限值；步骤S3检测过零信号，测量与上一次过零信号时间间隔值T
D
:数字PID调节电路包含对检测的过零信号进行识别，每次检测到过零信号，测量出与上一次过零信号的时间间隔值T
D
；步骤S4过零信号判定:比较T
D
是否在T
A
和T
B
之间，当T
D
不在T
A
和T
B
之间时，判定过零信号无效，则设置电源异常信号，停止输出移相触发；循环等待有效过零检测，当连续测量到2
‑
5次T
D
在T
A
和T
B
之间时，判定过零信号有效；步骤S5输出电压修正:当连续测量到2
‑
5次判定过零信号有效，即T
D
在T
A
和T
B
之间时，依据当前测量的反馈电压值V
X
计算出对应在工频正弦波上的相位值R
X<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志中，
申请(专利权)人：天津美炫电气自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：