晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块、系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及晶闸管电源均流调节技术，公开了一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块、系统和方法。通过实时采集每一个晶闸管电源桥臂支路上的模拟信号，将采集到的模拟信号转换为对应的数字信号；其中，模拟信号包括电流信号和电压信号；根据转换后的数字信号计算获得每个晶闸管电源桥臂支路上晶闸管对应的触发角度值；生成每一个触发角度值对应的触发脉冲；根据每一个触发脉冲对应地调节晶闸管的电流，实现实时在线调节晶闸管电源桥臂均流性能，有效改善和提高离线式均流调节的效率和精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块、系统和方法


[0001]本专利技术涉及晶闸管电源均流调节技术，具体而言，涉及一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块、系统和方法。

技术介绍

[0002]随着工业化发展对直流电源的功率需求越来越高，电源输出电流从几十kA到几百kA，为了满足结构简单、大功率输出和高性价比的需求，在大电流整流电源设计中大多采用多个晶闸管并联的结构来满足工业现场对大电流的需要。多个晶闸管并联时，各个并联支路之间的开通时间差异、正向压降的不同、支路阻抗等所产生的分布参数会导致并联的晶闸管支路之间电流分配不均，进而导致在运行过程中部分并联支路的器件长期运行于过高的电流负荷下，而相应的其他并联支路又没有充分利用其器件能力，导致系统稳定运行特性受到影响，给设备的长期运行带来不安全性。
[0003]影响晶闸管桥臂并联支路均流的各个因素中，支路阻抗起主要作用；从电源结构上很难将多个并联支路设计得完全相同，导致支路阻抗之间存在差异。传统的晶闸管电源桥臂并联均流采取在并联支路中增加电阻片来调节并联支路阻抗的方式，以此改善桥臂多个并联支路的均流性能。这种方式存在的问题一是操作上非常不方便，需要拆卸电源主回路，通过试验来不断地更换，效率低；二是随着时间的变化，电阻片的接触电阻和电阻率变化会导致原有的效果显著降低。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：目前，多并联桥臂晶闸管均流调节采用手动离线式调节方式，该调解方式效率低且稳定性差。目的在于提供一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块、系统和方法，能够实时在线调节晶闸管电源桥臂均流性能，有效改善和提高离线式均流调节的效率和精度。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一方面，提供一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块，包括AD采样单元，用于实时采集每一个晶闸管电源桥臂支路输出的模拟信号，将采集到的所有模拟信号转换为对应的数字信号，并将转换后的所有数字信号输出给数字处理单元；其中，模拟信号包括电流信号和电压信号；数字处理单元，用于根据接收到的数字信号计算出每一个晶闸管电源桥臂支路上晶闸管对应的触发角度值，并将计算得到的所有触发角度值输出给触发脉冲处理单元；触发脉冲处理单元，用于生成每一个触发角度值对应的触发脉冲，并将生成的所有触发脉冲输出给驱动末级板；驱动末级板，用于根据接收到的每一个触发脉冲对应地调节晶闸管的电流，完成晶闸管电源桥臂并联均流。
[0007]进一步的，数字处理单元包括瞬时阻抗计算单元，用于根据电流信号和电压信号计算出晶闸管电源桥臂支路上晶闸管的瞬时阻抗值；触发角度计算单元，用于根据计算获
得的瞬时阻抗值获取晶闸管电源桥臂支路上晶闸管的触发角度值；循环控制单元，用于根据预设的控制循环周期，控制瞬时阻抗计算单元和触发角度计算单元执行相应的计算处理任务。
[0008]进一步的，触发角度计算单元包括电流基准信号生成子单元，用于从采集到的所有电流信号中的挑选出最小的一个，将挑选出的电流信号作为晶闸管电源桥臂并联均流调节的电流基准信号；电压偏差计算子单元，用于根据电流基准信号和每一个晶闸管电源桥臂支路的电流信号，计算出每一个晶闸管电源桥臂支路的电流偏差，根据每一个晶闸管电源桥臂支路的电流偏差获取对应的电压偏差；控制角度值计算子单元，用于根据每一个晶闸管电源桥臂支路的电压偏差计算获得每一个晶闸管电源桥臂支路的控制角度值；信号检测子单元，用于判断是否接收到新的用于控制晶闸管的触发角度控制信号；如果接收到新的触发角度信号，则向触发角度值计算子单元发送驱动信号；如果没有接收到新的触发角度信号，则继续等待；触发角度值计算子单元，用于根据接收到的新的触发角度信号和每一个晶闸管电源桥臂支路的控制角度值，计算出每一个晶闸管电源桥臂的触发角度值。
[0009]进一步的，数字处理单元为DSP处理单元。
[0010]另一方面，提供一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的系统，包括多个晶闸管电源桥臂支路和上述模块；多个晶闸管电源桥臂支路相互并联，每一个晶闸管电源桥臂支路的信号输出端均连接AD采样单元的信号输入端。
[0011]进一步的，晶闸管电源桥臂支路包括晶闸管、霍尔电压传感器和开口式霍尔电流传感器；晶闸管与开口式霍尔电流传感器串联，霍尔电压传感器通过电缆连接在晶闸管的两端，霍尔电压传感器和开口式霍尔电流传感器均通过屏蔽双绞线与AD采样单元连接。
[0012]进一步的，晶闸管电源桥臂支路还包括快速熔断器，快速熔断器串联在晶闸管和开口式霍尔电流传感器之间。
[0013]再一方面，提供一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的方法，包括以下步骤：实时采集每一个晶闸管电源桥臂支路上的模拟信号，将采集到的模拟信号转换为对应的数字信号；其中，模拟信号包括电流信号和电压信号；根据转换后的数字信号计算获得每个晶闸管电源桥臂支路上晶闸管对应的触发角度值；根据接收到的数字信号计算获得每个晶闸管电源桥臂支路上晶闸管对应的触发角度值；根据接收到的每一个触发脉冲对应地调节晶闸管的电流，完成晶闸管电源桥臂并联均流。
[0014]进一步的，获取触发角度值的方法为：S1：计算获得每一个晶闸管电源桥臂支路的瞬时阻抗值；S2：从采集到的所有电流信号中的挑选出最小的一个，将挑选出的电流信号作为晶闸管电源桥臂并联均流调节的电流基准信号；S3：根据电流基准信号和每一个晶闸管电源桥臂支路的电流信号，计算出每一个晶闸管电源桥臂支路的电流偏差，根据每一个晶闸管电源桥臂支路的电流偏差获取对应的电压偏差；S4：根据每一个晶闸管电源桥臂支路的电压偏差计算获得每一个晶闸管电源桥臂支路的控制角度值；S5：判断是否接收到新的用于控制晶闸管的触发角度控制信号；如果接收到新的触发角度信号，则执行S6；如果没有接收到新的触发角度信号，则继续等待；S6：根据接收到的新的触发角度信号和每一个晶闸
管电源桥臂支路的控制角度值，计算出每一个晶闸管电源桥臂的触发角度值。
[0015]进一步的，S1中，瞬时阻抗值的计算公式为；其中，表示瞬时阻抗，表示电压信号，表示电流信号，n表示晶闸管电源桥臂支路的数量；S4中，控制角度值的计算公式为；其中，表示控制角度，U
d
表示三相晶闸管桥式变流器直流输出电压，U2表示三相晶闸管桥式变流器交流输入电压。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：根据每个晶闸管电源桥臂支路的阻抗不同，通过电压、电流与阻抗的关系，计算出桥臂均流情况下的每个并联晶闸管支路对应的触发角度；最终实现晶闸管电源桥臂均流性能的实时调节，有效改善和提高离线式均流调节的效率和精度。相较于手动离线式调节方式，本专利技术提供的实时在线调节方式可以在电源运行中根据实际运行状态，实时在线调节桥臂均流，既提高了效率，也实现了均流的实时调整，避免了电源停机以及电源主回路参数变化时给均流调节带来的困难。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块，其特征在于，包括AD采样单元（1），用于实时采集每一个晶闸管电源桥臂支路输出的模拟信号，将采集到的所有模拟信号转换为对应的数字信号，并将转换后的所有数字信号输出给数字处理单元（2）；其中，模拟信号包括电流信号和电压信号；数字处理单元（2），用于根据接收到的数字信号计算出每一个晶闸管电源桥臂支路上晶闸管对应的触发角度值，并将计算得到的所有触发角度值输出给触发脉冲处理单元（3）；触发脉冲处理单元（3），用于生成每一个触发角度值对应的触发脉冲，并将生成的所有触发脉冲输出给驱动末级板（4）；驱动末级板（4），用于根据接收到的每一个触发脉冲对应地调节晶闸管的电流，完成晶闸管电源桥臂并联均流调节。2.根据权利要求1所述的一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块，其特征在于，数字处理单元（2）包括瞬时阻抗计算单元，用于根据电流信号和电压信号计算出晶闸管电源桥臂支路上晶闸管的瞬时阻抗值；触发角度计算单元，用于根据计算获得的瞬时阻抗值获取晶闸管电源桥臂支路上晶闸管的触发角度值；循环控制单元，用于根据预设的控制循环周期，控制瞬时阻抗计算单元和触发角度计算单元执行相应的计算处理任务。3.根据权利要求2所述的一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块，其特征在于，触发角度计算单元包括电流基准信号生成子单元，用于从采集到的所有电流信号中的挑选出最小的一个，将挑选出的电流信号作为晶闸管电源桥臂并联均流调节的电流基准信号；电压偏差计算子单元，用于根据电流基准信号和每一个晶闸管电源桥臂支路的电流信号，计算出每一个晶闸管电源桥臂支路的电流偏差，根据每一个晶闸管电源桥臂支路的电流偏差获取对应的电压偏差；控制角度值计算子单元，用于根据每一个晶闸管电源桥臂支路的电压偏差计算获得每一个晶闸管电源桥臂支路的控制角度值；信号检测子单元，用于判断是否接收到新的用于控制晶闸管的触发角度控制信号；如果接收到新的触发角度信号，则向触发角度值计算子单元发送驱动信号；如果没有接收到新的触发角度信号，则继续等待；触发角度值计算子单元，用于根据接收到的新的触发角度信号和每一个晶闸管电源桥臂支路的控制角度值，计算出每一个晶闸管电源桥臂的触发角度值。4.根据权利要求1
‑
3中任一所述的一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的模块，其特征在于，数字处理单元（2）为DSP处理单元。5.一种晶闸管电源桥臂并联均流实时调节的系统，其特征在于，包括多个晶闸管电源桥臂支路（5）和如权利要求1或2所述的模块；多个晶闸管电源桥臂支路（5）相互并联，每一个晶闸管电源桥臂支路（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维斌，姚巨堃，吴一，张潇鹏，陈俊宏，郑雪，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：