A/D转换器的控制操作制造技术

技术编号:3381526 阅读:166 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种A/D转换器具有一个辅助控制系统,转换器还包括闸流晶体管并通过变压器与交流电源系统相连接,该交流电源系统包括一个交流电源、一个阻抗和母线。辅助控制系统与A/D转换器的一个主控制系统相连接。在交流电源系统中的包括不必要的谐波分量的输入信号输入到辅助控制系统,该辅助控制系统输出一个输出信号,该输出信号与一个闸流晶体管的起始控制信号在主控制系统的一个求和节点处叠加,由此衰减转换器的直流输出内的非特征谐波分量,从而衰减了在交流电源系统中的谐波分量。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有一个控制系统的A/D转换器,该控制系统可以方便地根据与转换器连接的交流电源系统中产生的谐波控制转换器的运行。转换器可以是6脉冲型或12脉冲型,它包括6个或12个闸流晶体管或者串联连接的闸流晶体管组,该闸流晶体管或闸流晶体管组通过一个变压器与三相交流电母线相连结,而该母线通过一个负载与一个交流电源连接。一般而言在连接到母线的旁路中具有至少一个谐波滤波器,从而滤出由转换器产生的特征谐波电流。例如对于一个12脉冲转换器,谐波电流可以为11、13、23、25级等。在正常运行中,首先假定有一个极平衡的三相交流电系统,并在转换器系统的内部部件也具有极佳的平衡性(如变压器的漏电感),例如有一个12脉冲转换器产生的交流侧谐波为交流电系统频率的11倍、13倍、23倍、25倍……,直流侧谐波为12次、24次、36次……。在实际中不可能保证具有如此好的平衡性能,例如由于在交流电系统的三相之间通常存在不平衡的线路阻抗和不均匀的负载,交流电母线电压可能会包含一个逆序基本分量。可以看到在转换器的直流侧会出现一个二次谐波电压分量。这将在直流侧导致产生一个二次谐波电流,由此又会影响由转换器从交流电系统中得到的交流电流,这样它们就会包含三次谐波分量。后者的作用既会在转换器母线本地引起三次谐波电压,也会在交流电系统的远程部分引起三次谐波电压。这些电压的振幅可达额定转换器电流的3%,并会对交流电系统中的其他设备产生不能接受的干扰。一种能减小此种干扰的公知方法是在交流电母线上设置一个调谐到三次谐波的无源滤波器。然而特别是应将相对较低的频率(三次谐波)过滤掉,因此这样使得成本较高。本专利技术总的目的在于提供一种具有一个辅助控制系统的闸流晶体管型A/D转换器,以及一种当在与A/D转换器相连接的交流电系统中出现非平衡状态并不使用与非特征分量相对应的滤波器时,将交流电系统内的电流或电压的非特征分量衰减或抑制为零或较低的值方法。本专利技术的具体目的在于提供一种具有一个辅助控制系统的闸流晶体管型A/D转换器及控制该系统的方法,在交流电系统为非平衡状态并不使用三次谐波滤波器时,它能将交流电系统内的三次谐波电流和电压减小到零或较小值。本专利技术的另一个目的在于提供一种辅助控制装置,该装置也能减少其它低次的交流电流,例如对于一个12脉冲型转换器的4、5、6、7次谐波。本专利技术提供了一种与一个交流电源系统相连接的闸流晶体管型A/D转换器,该转换器具有一个主控制系统和一个辅助控制系统,该主控制系统用于给转换器内的多个闸流晶体管提供起始脉冲,该辅助控制系统通过求和节点与主控制系统相连接,由此对来自主控制系统的起始脉冲的定时进行修改;这样就能抑制在交流电系统中由于A/D转换器的运行引起的基频的一个非特征nth谐波分量,连接的辅助控制系统接收一个表示所述谐波分量的三相输入信号并向求和节点输出一个包含调制的rth谐波信号的输出信号,辅助控制装置包括一个两轴积分交流电伺服控制装置。具体地说,辅助控制系统最好包括一个三相至两相的转换装置,该装置用于将输入信号转换成两个包含基频和nth谐波分量的信号,解调装置,该装置用于将来自转换装置的两个信号进行解调从而产生两个直流信号,这两个直流信号分别与nth谐波分量的直轴和正交轴分量成正比,坐标转换装置,该装置用于将来自解调装置的两个直流信号的相位旋转一个相位角λ,积分装置,该装置用于将来自信号坐标转换装置的相位旋转信号进行积分由此产生两个积分直流信号分量,和调制装置,该装置用于调制和合并来自信号积分装置的两个积分直流信号分量,从而形成来自辅助控制系统的rth谐波输出信号。A/D转换器可包括一个6脉冲或12脉冲转换器。在一个优选的实施例中,非特征nth谐波为三次谐波,调制rth谐波为二次谐波。辅助控制装置具有可手工调整的增益和相位角设定。可选择的是,辅助控制装置具有增益和相位角设定,该增益和相位角设定可根据转换器内测量的值按照预定的关系进行调节。测量的量可包括转换器直流电压和转换器直流电流。辅助控制装置可具有增益和相位角设定,通过一个基于自动二级测试方法的自适应控制系统来调整该增益和相位角设定,在一个开环模式中利用辅助控制装置来实现该自动二级测试方法,从而能修改增益和相位角使其达到最优值。如果要求的话,所述辅助控制系统的增益和相位角设定可被设定为与一个网络的总环路增益的一个测量的综合值互为倒数,该网络包括所述主控制系统、A/D转换器、交流电系统和辅助控制系统的至少一部分。通过检测A/D转换器运行中的大量干扰,可以对增益和相位角的测试和修改重复地进行。辅助控制装置可具有增益和相位角设定,通过一个基于单级测试方法的自适应控制系统来调整该增益和相位角设定,在一个闭环控制模式中利用辅助控制装置通过对辅助控制装置的输入和输出信号的相位进行比较来实现该单级测试方法,从而能修改增益和相位角,然后将从该比较中得到的一个角度传送给辅助控制装置并成为其工作角。相位比较和角度传送可在辅助控制装置的首次接通和/或在A/D转换器的工作过程中对干扰的探测时进行初始化。下面参考附图并通过举例的方式对本专利技术作进一步的描述附图说明图1展示了一个电路装置,该电路装置包括一个交流电源系统、一个A/D转换器,该转换器包括一个主控制系统和根据本专利技术的一个辅助控制装置;图2是表示图1中的辅助控制装置的简图;图3是表示图2中辅助控制装置中3相/2相转换装置和解调器的简图;图4是表示图2中的辅助控制装置的坐标转换装置的简图;图5是表示图2的辅助控制装置中的积分器和一个解调器的简图;图6是表示作为对图5积分器的改进的积分器的简图;图7是表示与图6的积分器结合使用的一个锁定角控制的简图;图8为表示测量图7中锁定角的简图。在下面的描述中相同的附图标记表示相同的部件、操作或现象。参考附图1,利用单线简图形式表示了一个A/D转换器装置。转换器1本身可为6脉冲或12脉冲型,它相应包括6个或12个闸流晶体管或串联连接的闸流晶体管组,并通过一个变压器2与三相交流电母线3相连接。三相交流电系统的每相用一个阻抗5之后的Thevenin Source e.m.f4表示。图示的一个谐波滤波器6在一个旁路中与交流电母线3相连结,主要滤去由转换器产生的特征谐波电流(例如一个12脉冲转换器的11次、13次、23次、25次......)。在直流电侧转换器1通过一个可选择的直流平滑感应器9给一个负载8提供直流电流7。负载在图中没有详细示出,但它可为一个工业负载如一个电动机或与一个第二交流电系统相连接的另一个A/D转换器;对于后面的一种情况,直流系统可以被直接连到第二转换器(具有或没有一个直流感应器9)上,即一种“背对背”的布置,或者包括一个高架的直流电线和/或一个直流电缆。上面提及的具有两个转换器的装置一般用在高压直流电(HVDC)源中,额定功率的范围可典型地从100MW到1000MW或更多,直流电压的范围可典型地从100kV到500kV或更多,交流电压可到400kV或更高。转换器1中的闸流晶体管由一个主控制系统11发出的起始脉冲10进行控制。后者在图中没有详细地示出,但可以是一种公知的型式,例如一个相位锁定振荡器控制系统。该系统一般通过一个闭环控制系统进行连接。作为一个例子,图示的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连接到一个交流电系统(3)的闸流晶体管型A/D转换器,该转换器具有一个主控制系统(11)和一个辅助控制系统(17),该主控制系统用于为转换器(1)内的多个闸流晶体管提供起始脉冲,该辅助控制系统通过一个求和节点(15)与主控制系统相连接并用于定时修改来自主控制系统的起始脉冲;这样可以抑制在交流电源系统中由A/D转换器的运行引起的一个基频的非特征谐波分量,连接的辅助控制系统(17)接收一个表示所述谐波分量的三相输入信号(19)并向求和节点(15)输出一个输出信号(16),该输出信号包括一个调制的r↑[th]谐波信号,辅助控制装置包括一个两轴积分交流电伺服控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:JD埃恩斯沃斯L博塔奇尔里RS怀特豪泽
申请(专利权)人:阿尔斯通公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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