一种波形系数校正装置及方法与流程

本发明涉及一种波形系数校正装置及方法，属于工业控制技术领域。

背景技术：

在中小微容量发电机应用系统中，当负载容量较高且含有大量谐波时，发电机母线电压电流中的谐波含量也会大幅增加，波形系数等指标参数无法满足标准要求，使得发电机系统无法连接多个负载共同工作，甚至造成系统崩溃。其成因主要是当谐波电流显著增加时，发电机出口波形会发生严重畸变，无法满足标准规定的波形系数小于3%的要求；目前，国内外已经开始这方面的研究，主要是通过容性电流补偿和谐波治理这两个角度进行，谐波治理目前以无源滤波和固定容量为主。不过由于负载的多样性，使得治理效果不理想。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种波形系数校正装置及方法，能够优化滤波容量，宽范围（0-50次谐波范围内）调整波形系数，适应不同的负载要求，校正波形系数，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种波形系数校正装置，包含主控制器、电压电流采样装置一、电压电流采样装置二、发电机、容量计算模块、电压电流采样装置三、负载、驱动模块、滤波装置、调节容量模块和波形调整模块，所述主控制器通过电压电流采样装置一与发电机互相连接，通过电压电流采样装置二与滤波装置互相连接，通过电压电流采样装置三与负载互相连接，通过容量计算模块与驱动模块互相连接；驱动模块还分别与发电机、负载和滤波装置连接，负载依次通过调节容量模块和波形调整模块与滤波装置连接。

所述滤波装置，包含可变电感一、可变电感二、电容器一、电容器二和功率器件，可变电感一与电容器一串联，电容器二和功率器件并联后串接可变电感二。

所述主控制器为DSP28335芯片。

一种波形系数校正方法，包含如下步骤：

采用一种波形系数校正装置进行，该装置包含主控制器、电压电流采样装置一、电压电流采样装置二、发电机、容量计算模块、电压电流采样装置三、负载、驱动模块、滤波装置、调节容量模块和波形调整模块，所述主控制器通过电压电流采样装置一与发电机互相连接，通过电压电流采样装置二与滤波装置互相连接，通过电压电流采样装置三与负载互相连接，通过容量计算模块与驱动模块互相连接；驱动模块还分别与发电机、负载和滤波装置连接，负载依次通过调节容量模块和波形调整模块与滤波装置连接；

整个系统采用闭环控制，主控制器采集发电机母线、滤波装置、负载的电压电流，通过比较系统母线实际波形系数与参考值，得到控制误差，计算此时发电机母线中的谐波含量和所需补偿容量，再经过计算取得实时控制信号，实时控制信号经过驱动模块放大，通过调节容量模块进行容量优化，通过波形调整模块在0-50次谐波范围内调整，通过滤波装置控制自身的功率器件的移相角，实现校正母线波形系数。

采用DSP28335芯片作为主控制器，通过电压电流采样装置一采集发电机的电压电流，通过电压电流采样装置二采集滤波装置的电压电流，通过电压电流采样装置三采集负载的电压电流，通过容量计算模块计算滤波容量，通过驱动模块控制滤波装置，通过调节容量模块优化，适应不同容量和电压等级的负载，通过波形调整模块在0-50次谐波范围内校正波形系数，使波形系数满足要求；系统采用闭环控制，通过采样发电机母线电压、电流，计算出实时的波形系数，与波形系数参考值比较得到误差信号，经DSP28335计算出主控制器所需控制信号，通过滤波装置校正系统的波形系数。

本发明的积极效果：充分发挥了单片机速度快，稳定性高的特性，结合调节容量模块和波形调整模块，可以校正系统波形系数，使整个系统稳定可靠运行，适应性强。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明流程图；

图3为本发明实施例滤波装置结构示意图；

图中：主控制器1、电压电流采样装置一2、电压电流采样装置二3、发电机4、容量计算模块5、电压电流采样装置三6、负载7、驱动模块8、滤波装置9、调节容量模块10、波形调整模块11、可变电感一L1、可变电感二L2、电容器一C1、电容器二C2、功率器件K1。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

一种波形系数校正装置，包含主控制器1、电压电流采样装置一2、电压电流采样装置二3、发电机4、容量计算模块5、电压电流采样装置三6、负载7、驱动模块8、滤波装置9、调节容量模块10和波形调整模块11，所述主控制器1通过电压电流采样装置一2与发电机4互相连接，通过电压电流采样装置二3与滤波装置9互相连接，通过电压电流采样装置三6与负载7互相连接，通过容量计算模块5与驱动模块8互相连接；驱动模块还分别与发电机4、负载7和滤波装置9连接，负载7依次通过调节容量模块10和波形调整模块11与滤波装置9连接。

所述滤波装置9，包含可变电感一L1、可变电感二L2、电容器一C1、电容器二C2和功率器件K1，可变电感一L1与电容器一C1串联，电容器二C2和功率器件K1并联后串接可变电感二L2。

所述主控制器1的主要元件为DSP28335芯片。

一种波形系数校正方法，包含如下步骤：

采用一种波形系数校正装置进行，该装置包含主控制器1、电压电流采样装置一2、电压电流采样装置二3、发电机4、容量计算模块5、电压电流采样装置三6、负载7、驱动模块8、滤波装置9、调节容量模块10和波形调整模块11，所述主控制器1通过电压电流采样装置一2与发电机4互相连接，通过电压电流采样装置二3与滤波装置9互相连接，通过电压电流采样装置三6与负载7互相连接，通过容量计算模块5与驱动模块8互相连接；驱动模块还分别与发电机4、负载7和滤波装置9连接，负载7依次通过调节容量模块10和波形调整模块11与滤波装置9连接；

整个系统采用闭环控制，主控制器1采集发电机4母线、滤波装置9、负载7的电压电流，通过比较系统母线实际波形系数与参考值，得到控制误差，计算此时发电机母线中的谐波含量和所需补偿容量，再经过计算取得实时控制信号，实时控制信号经过驱动模块8放大，通过调节容量模块10进行容量优化，通过波形调整模块11在0-50次谐波范围内调整，通过滤波装置9控制自身的功率器件的移相角，实现校正母线波形系数。

采用DSP28335芯片作为主控制器1，通过电压电流采样装置一2采集发电机4的电压电流，通过电压电流采样装置二3采集滤波装置9的电压电流，通过电压电流采样装置三6采集负载7的电压电流，通过容量计算模块5计算滤波容量，通过驱动模块8控制滤波装置9，通过调节容量模块10优化，适应不同容量和电压等级的负载，通过波形调整模块11在0-50次谐波范围内校正波形系数，使波形系数满足要求；系统采用闭环控制，通过采样发电机母线电压、电流，计算出实时的波形系数，与波形系数参考值比较得到误差信号，经DSP28335计算出主控制器所需控制信号，通过滤波装置9校正系统的波形系数。

参照附图3，L1和L2分别为可变电感一和可变电感二，C1和C2为分别电容器一和电容器二，K1为功率器件，DSP28335通过计算后得到的控制信号，经过驱动放大，通过调整功率器件K1的移相角和可变电感二L2优化容量，结合可变电感一L1、电容器一C1实现宽范围波形系数校正，可在控制过程中实时不间断调节，达到校正波形系数的目的。

参照附图 2，

本发明具体步骤如下：

1、自动运行初始化；

2、判断上电自检是否完成，如果未完成，故障报警后自动运行初始化；

3、完成自检后启动，判断是否有故障报警；如果有故障报警，进行故障处理后自动运行初始化；

4、采集发电机母线、滤波装置、容量计算模块、负载的电压电流信号；比较实际波形系数与参考值，得到信号误差，计算此时需要调整的容量，取得实时控制信号；

5、判断容量计算是否完成；如果没有，改变PI调节参数后，自动运行初始化；

6、通过波形系数调整策略控制滤波装置中的移相角，吸收发电机母线上的谐波，调整系统波形系数；

8、判断波形是否符合要求；如果不符合，自动运行初始化；

9、结束。