一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法制造技术

本发明专利技术提出一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法，首先，将电网产生的三相正弦交流电作为三相交流调压电路的输入；然后，通过整流桥获取实际的三相整流输出电压的平均值，并和参考的三相整流电压平均值之间的误差通过PI控制器获取导通角的补偿角度；再将给定导通角和导通角的补偿角度之和送入开关信号的计算模块获取控制三相开关管的控制信号；最后，将控制信号送入对应的开关管来驱动三相交流调压电路。本发明专利技术所提出的导通角自调节的三相交流调压控制算法，能够自动调节导通角的大小来解决由于电网电压波动导致实际输出电压变化的问题。出电压变化的问题。出电压变化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法


[0001]本专利技术涉及一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法，属于电力电子变换器驱动及控制领域。

技术介绍

[0002]交流调压技术广泛应用于灯光控制、异步电机的软启动控制以及异步电机的调速控制等多种不同的应用场合。此外，在电力电子系统的应用中，三相交流调压电路也被用作为无功功率的连续调节系统，在小电流高电压和大电流低电压的直流电源控制系统中，也经常被用来调节变压器的一次侧电压。传统的交流调压也可以通过晶闸管的相控整流电路实施，然而，这种电路在高电压应用场合中需要大量的晶闸管串联来进行分压，而在大电流的应用场合中要求晶闸管的并联来实施分流，不仅提高了应用成本，也降低了使用效率。而采用三相可控硅交流调压电路在变压器的一次侧进行调压，其电压和电流比较适中，能够减小电路的体积、降低系统的成本而且便于设计。因此，对三相可控硅交流调压电路的研究和控制收到了广泛的关注。
[0003]基于三相可控硅的交流调压电路的控制方式主要有：(1)整周波通断控制，将可控硅管作为交流开关使用，将负载与电源接通几个周波再断开几个周波，通过改变通断比来改变负载的电压有效值。(2)相位控制，在电源电压上、下半波的某一相位分别导通某一相的一个可控硅管，改变控制角即可改变负载接通电压的时间，从而达到调压的目的。其中，相位控制，是三相可控硅交流调压中的基本控制方式，应用最广。然而，实际电网的电压不可避免的会发生波动，导致恒定的相位角难以获得理想的调理电压。

技术实现思路

[0004]技术问题：针对上述问题，本专利技术提出一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法。通过对于调压电路导通角的自动调节，来补偿由于电网电压波动所导致的输出电压的波动。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法，包括如下步骤：首先，将三相交流电u
s_in
(s∈{a,b,c})送入交流调压电路作为输入，并将三相调压电路的输出电压u
s
(s∈{a,b,c})经过整流桥获取平均三相整流电压u
dc
；然后将u
dc
和参考平均三相整流电压u
dcref
之间的偏差经过PI控制器获得三相调压电路导通角的补偿值Δα；再将Δα和给定的导通角α之和送入开关信号的计算模块，并结合三相交流电压u
s_in
和三相电角度θ
s
(s∈{a,b,c})来获取控制三相调压电路开关器件的控制信号GS
A1
、GS
A2
、GS
B1
、GS
B2
、GS
C1
和GS
C2
；最后，将所有的开关信号送入对应的开关器件来驱动三相调压电路。
[0007]进一步的，所述的平均三相整流电压u
dc
的获取方法为：首先，将三相交流电u
s_in
(s∈{a,b,c})送入交流调压电路作为输入电压，并通过电压传感器获取三相调压电路的输出相电压u
s
(s∈{a,b,c})；然后，通过整流桥获取三相输出电压u
s
的整流电压u
dc_A
、u
dc_B
和
u
dc_C
；最后，根据公式(1)来计算平均三相整流电压u
dc
作为反馈电压。
[0008][0009]进一步的，经过PI控制器获得三相调压电路导通角的补偿值Δα的计算方法为：首先，从权利要求2中获取平均三相整流电压u
dc
；然后，以理想的参考三相交流电u
s_inref
(s∈{a,b,c})作为三相调压电路的输入，并将输入开关信号计算模块的导通角恒定为α(即，此时的导通角的补偿值Δα＝0)，再经过权利要求2的步骤来获取参考平均三相整流电压u
dcref
；最后，将u
dcref
和u
dc
之间的偏差e
n
经过公式(2)所示的PI调节模块来计算实际导通角的补偿值Δα。
[0010][0011]其中，k
p
和k
i
分别表示PI控制器的比例和积分增益，s表示复变量。
[0012]进一步的，所述的三相电角度θ
s
(s∈{a,b,c})的获取方法为：通过公式(3)计算三相电角度θ
s
。
[0013][0014]其中，f为输入三相交流电的频率；t
a
＝mod(t,1/f)，t表示系统的实际运行时间，mod(t,1/f)表示t对1/f求余。
[0015]进一步的，所述的三相调压电路开关器件的控制信号GS
A1
、GS
A2
、GS
B1
、GS
B2
、GS
C1
和GS
C2
的获取方法为：首先，结合公式(2)和给定的导通角α，通过公式(4)计算控制三相调压电路的实际导通角；然后，结合公式(4)和三相交流电u
s_in
，根据公式(5)获取三相调压电路的6个开关的导通状态；最后，对应公式(5)所示的开关导通状态，确定开关控制信号如公式(6)所示，并根据公式(6)驱动对应的开关管(GS
A1
对应S
A1
；GS
A2
对应S
A2
；GS
B1
对应S
B1
；GS
B2
对应S
B2
；GS
C1
对应S
C1
；GS
C2
对应S
C2
)。
[0016]α
_real
＝α+Δα
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0017][0018][0019]其中，x∈[1,2]，EN表示使能对应的开关管，DIS表示关闭对应的开关管。
[0020]采用本技术方案的有益效果：本专利技术基于三相可控硅交流调压电路。通过一种导通角自调节控制算法补偿由于电网电压波动带来的输出电压的波动，保障输出电压的准确性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的控制原理图；
[0022]图2为本专利技术提供的控制流程图；
[0023]图3为一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法输出电压仿真波形；
[0024]图4为一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法实际输入导通角仿真波形。
具体实施方式
[0025]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0026]一种单相三电平微型光伏逆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法，其特征在于：包括如下步骤：首先，将三相交流电u
s_in
(s∈{a,b,c})送入交流调压电路作为输入，并将三相调压电路的输出电压u
s
(s∈{a,b,c})经过整流桥获取平均三相整流电压u
dc
；然后将u
dc
和参考平均三相整流电压u
dcref
之间的偏差经过PI控制器获得三相调压电路导通角的补偿值Δα；再将Δα和给定的导通角α之和送入开关信号的计算模块，并结合三相交流电压u
s_in
和三相电角度θ
s
(s∈{a,b,c})来获取控制三相调压电路开关器件的控制信号GS
A1
、GS
A2
、GS
B1
、GS
B2
、GS
C1
和GS
C2
；最后，将所有的开关信号送入对应的开关器件来驱动三相调压电路。2.根据权利要求1所述的一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法，其特征在于：所述的平均三相整流电压u
dc
的获取方法为：首先，将三相交流电u
s_in
(s∈{a,b,c})送入交流调压电路作为输入电压，并通过电压传感器获取三相调压电路的输出相电压u
s
(s∈{a,b,c})；然后，通过整流桥获取三相输出电压u
s
的整流电压u
dc_A
、u
dc_B
和u
dc_C
；最后，根据公式(1)来计算平均三相整流电压u
dc
作为反馈电压。3.根据权利要求1所述的一种导通角自调节的三相可控硅交流调压控制算法，其特征在于：经过PI控制器获得三相调压电路导通角的补偿值Δα的计算方法为：首先，从权利要求2中获取平均三相整流电压u
dc
；然后，以理想的参考三相交流电u
s_inref
(s∈{a,b,c})作为三相调压电路的输入，并将输入开关信号计算模块的导通角恒定为α(即，此时的导通角的补偿值Δα＝0)，再经过权利要求2的步骤来获取参考平均三相整流电压u

【专利技术属性】
技术研发人员：许多，於锋，朱晨光，
申请(专利权)人：南通莱欧电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：