两相三相控制器的操作方法技术

本发明专利技术涉及一种操作一两相三相控制器的方法。为优化一两相三相控制器的操作方法，建议在一两相三相控制器的两个可控相中对一个在这些相中可变的参数的量值进行匹配。特定而言，本发明专利技术放弃了沿用至今的在两个受控外导体中用一统一的触发延迟进行相位对称控制的原理，而是为每个受控外导体规定一自有的触发延迟。

【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。此外，本专利技术还涉及一种两相三相控制器。
技术介绍
三相控制器用于根据相栅(phase gating)原理对馈送给一电负载，特别是一异步电机的电功率进行配量。通过对馈送给异步电机的功率进行配量，可以减小起动电流和起动转矩，从而实现所谓的软起动。配量所使用的标准是所谓的触发延迟α，又称为“延迟”(Delay)。连接在三相控制器输出端上的负载中有变极电流半波流过，其中，每两个相继电流半波之间存在一由相栅决定的无电流时间间隔。三相控制器的动力部分通常具有三组反向并联的晶闸管(thyristors)。由于随着三相控制器的额定功率不断增大，晶闸管的费用成了整个设备费用的决定性因素，因此现在也用只配有两组反向并联晶闸管的三相控制器。在这种所谓的两相三相控制器(two phase three phase controller)中，余下的外导体(outer conductor)实施为不可连接导体。这种结构有所精简的两相三相控制器的一个副效应是，尽管相栅角相同，但两个受控外导体内的电流的均方根值却互不相同。这种效应的原因在于受控异步电机内的三外导体电流间的磁相互作用，并取决于电力供应系统或异步电机的转动方向。由于电流大小并不均匀，功率半导体(晶闸管)及其散热器必须采取可应对高于要求值的值的设计，这是因为有必要对较高电流进行控制。受控外导体内的哪个电流较高，这取决于相连电力供应系统的转动方向，并可根据电力供应系统的转动方向发生变化。迄今为止，针对这一效应所作出的解决方案是对功率半导体进行这样一种设计，使得两个受控外导体上的两个阀组中的任意一个都能承载较高的电流。
技术实现思路
本专利技术的目的是优化一。这个目的通过一种权利要求1所述的方法和一种权利要求6所述的三相控制器来实现。本专利技术的一主导思想是在一两相三相控制器的两个可控相中对一个在这些相中可变的参数的量值进行匹配。特定而言，本专利技术放弃了沿用至今的在两个受控外导体中用一统一的触发延迟进行相位对称控制的原理，而是为每个受控外导体规定一自有的触发延迟。换言之就是进行相位不对称控制，即，两个受控相中的电流的均方根值进行相互匹配。这种匹配主要发生在异步电机的起动阶段，用以避免异步电机内出现参数差。原则上也可以在异步电机正常工作时进行这种匹配。由于两个受控外导体中的参数值，尤其是电流，借助于本专利技术的“相位平衡器原理”(phase balancer principle)进行了相互近似，因此，所用阀组(功率半导体)无需再采取可应对预计最大值的设计。采取一可应对两个外导体相比而言较小的平均值的设计即可达到稳定工作的目的。由此可显著降低相关费用。本专利技术的方法的另一优点在于电力供应系统负载的更加均匀化。此外，发生网侧电压不对称时也会进行自动参数匹配。通过本专利技术可以用两相三相控制器近似地实现三相三相控制器的功能，即在起动过程中减小起动电流和转矩的功能。从属权利要求涉及的是本专利技术的其他有利实施例。附图说明下面借助附图与一实施例对本专利技术作进一步说明，其中图1为现有技术中用于三相控制器的相栅、转速和转矩；图2为现有技术中用于三相控制器的电流均方根值曲线图和电流差；图3为使用一本专利技术的三相控制器时的相栅、转速和转矩；图4为使用一本专利技术的三相控制器时的电流均方根值曲线图和电流差；图5为本专利技术的方法的一示意图。具体实施例方式在现有技术中，三相控制器例如可用于对一异步电机进行相栅控制。只有对三相控制器的控制方法具有变更的可能性，其中，对三相控制器的控制是借助其自身的控制单元而实现的，通过更改对三相控制器的控制方法可实现本专利技术的操作一三相控制器的方法。由于所述控制单元除如电流互感器和诸如此类的测量单元外通常还包括一微处理器或微控制器，因此，上述更改主要通过在所述微处理器或微控制器内运行的一计算机程序或任意一种其他形式(例如硬接线的电路)而实现。在下述实施例中，外导体L1和L3例如为受控外导体，(从结构上看布置在中间的)外导体L2例如借助一铜制桥接线连接在三相控制器中。根据本专利技术，此时应该对均方根值I1rms和I3rms进行匹配。为此，先通过三相控制器的控制单元根据下述方程计算出一控制偏差ΔIΔIk＝(I1rms(k)-I3rms(k))/IN(方程1)指数k表示采样时间t＝k·TA的值，其中，TA在50Hz电力供应系统中可以是TA＝20ms的电力供应系统周期。在此情况下，每一个电力供应系统周期进行一次重新计算。但也可以每两个、每三个或者每四个电力供应系统周期进行一次采样。根据方程1计算得出的控制偏差归一(normalized)成三相控制器的额定电流IN，即无量纲。表示电流熄灭和下一次点火之间的时间间隔的“全局性”触发延迟α由三相控制器的控制装置根据在设备上整定的参数(起动电压、斜坡时间(ramptime)以及诸如此类的参数)以已知方式给予规定。为在两个受控外导体L1和L3中获得相同的均方根值，须从“全局性”触发延迟α中为每个受控外导体，即为每个晶闸管-阀组导出一自有的触发延迟α1和α3。这两个从属于外导体L1和L3的触发延迟由三相控制器的控制单元在加速过程中根据“全局性”触发延迟α按下述方程计算得出α1(k)＝αk-Δαk/2α3(k)＝αk+Δαk/2(方程2)根据方程2得出的计算结果是，两个触发延迟α1和α3的平均值与“全局性”触发延迟α相对应，二者之间的差值与差分触发延迟Δα相对应。下一步是根据电流差ΔI来确定差分触发延迟Δα。这一结果根据下述方程计算得出Δαk=KI·TAΣv=0k-1ΔIv]]>(方程3)也就是说，从起动过程一开始就通过先前电力供应系统周期的数目算出两个外导体L1和L3之间的电流差的总和，并根据方程3从这个总和中计算出差分触发延迟Δα(时间离散的积分控制器)。在一50Hz电力供应系统中，方程3中又称为控制器增益的常数KI的有利取值范围为约0.03至0.05。其中特别有利的KI值是0.05。KI值过大就会导致系统出现不稳定。也就是说，本专利技术不再像先前技术那样为每个外导体，更确切地说，为每个阀组规定相同的相栅，而是为两个受控相设定不同的相栅，即不同的触发延迟。其中，本专利技术的方法的主要特征是根据当前测量数据进行匹配，即所谓的“在线”匹配。这样就无需再进行不精确的估算。方程3所表示的计算方法可理解为一实施例，自然可在本专利技术范围内对其进行修改。下面借助附图对本专利技术的方法的效用进行说明。图1显示使用一传统三相控制器时的相栅(延迟α)(单位度)、转速n(单位min-1)以及转矩M(单位Nm)和时间t(单位秒)。图2显示以一30kW异步电机为例、相同时间间隔内电流I1、I2和I3的均方根值的曲线走向以及受控外导体的电流差。大约当触发延迟为α＝77°/180°·10ms＝4.3ms时，两个受控外导体L1和L3的电流均方根值逐渐分离。I3rms超出I1rms约22安培，约占额定电流(IN＝55安培)的40％。有效电流的最大值为202安培(L1)或220安培(L3)。如果用本专利技术的方法操作图1、2所对应的三相控制器，就会得到图3、图4所示的特性曲线。为清楚起见，图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相三相控制器的操作方法，其特征在于，在两个可控相中对一个在这些相中可变的参数的量值进行匹配。

【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：格尔德格里彭特罗格，安德烈亚斯弗里奇，迪萨德朗盖尔迪尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]