用于控制整流器的控制系统和方法_2

文档序号:9457879阅读:来源:国知局
动调谐也允许重新调谐控制电路而不需要维护工程师在技术系统的现场。每当过程参数改变或受到信号干扰影响时,重新调谐还允许控制电路设置成最佳线性操作范围,即使在整流器操作期间也如此。
[0022]应进一步注意通过对每个电抗器独立使用控制电路,相位之间的电流不平衡可以均衡。
【附图说明】
[0023]在图中:
图1示出连接到整流器的发明性控制系统的示例;
图2示出电抗器的特征控制曲线的示例。
[0024]在图中使用的标号和它们的意思采用简要描述的形式在标号列表中列出。原则上,相同的部件在图中提供有相同的标号。任何描述的实施例代表本发明的主题的示例并且不具有任何限制性效应。
【具体实施方式】
[0025]根据用于控制在工业应用(像铝电解)中使用的整流器的控制系统的第一优选实施例,电抗器的线性操作范围的起始点取决于过程参数。这些过程参数可以是整流器的输入电压和/或电流。发明性控制系统的优势是操作整流器中灵活性的增加,其主要独立于控制整流器的电抗器特性。此外,更快且更精确的结果可以在使整流器适应于外部信号或变化的操作模式时实现。
[0026]在本发明的另外的实施例中,对于由例如偏置电流电路等设备提供的偏置电流的预定义偏移值取决于电抗器的特征滞后曲线,其定义电抗器的电信号行为。因为滞后曲线的形状可由于影响电抗器和整流器系统的信号干扰而改变,偏置电流的预定义偏移值也可改变。然而,该改变然后可被校正并且通过由例如控制电流电路等设备提供的合适控制电流来补偿。
[0027]应注意预定义偏移值可与定义电抗器的线性操作范围的开始的起始点匹配,但这可以是例外情况。从而,在努力找到所述起始点中,必须要补偿与预定义偏移值的差异。这通过由控制电流电路提供具有合适值的控制电流来实现。
[0028]此外,应注意发明性控制系统包括:偏置电流电路,作为用于提供偏置电流的设备;和包括用于提供控制电流的控制电流电路的设备。
[0029]然而,发明性控制系统还可采用控制电流电路独自在控制系统中使用而不使用偏置电流电路(其意指整流器专门由控制电流电路控制)的方式运作。这具有使用数量减少的电气部件并且从而导致操作和维护整流器的成本减小的优势。
[0030]应进一步注意通过对每个电抗器独立使用控制电路,相位之间的电流不平衡可以均衡。
[0031]在优选实施例中,在系统的变压器部中或外部安装至少一个电抗器,这取决于整流器应用的要求。
[0032]在发明性控制系统的另外的实施例中,有载抽头转换器连接到变压器部用于整流器输出信号的粗略控制。这具有控制系统的成本减少的优势,因为电抗器的尺寸可以明显减少,从而使电抗器的无功功率减少。
[0033]根据优选实施例,偏置电流电路和控制电流电路彼此互连。这具有在电抗器中仅需要使用具有单个绕组的电流电路并且从而使整流器系统的部件成本减少这一优势。
[0034]根据优选实施例,偏置电流电路和控制电流电路是两个独立电流电路。这因为信号重叠减少而也是本发明的优选实施例。在控制电流电路失效的情况下,该实施例有助于防止超过电流极限,这将由于安全原因而导致切断整流器,因为偏置电流电路的部件通常对信号干扰更鲁棒。
[0035]根据优选实施例,用于提供偏置电流的设备和用于提供控制电路的设备在控制单元内实现以便使整流器所需要的空间减少。
[0036]根据优选实施例,用于提供控制电流电路的设备包含软件模块。
[0037]根据优选实施例,用于控制整流器的发明性控制系统在整流器中实现。发明性控制系统的应用不限于特定整流器应用,并且从而,发明性系统也可在系统中实现以用于控制二极管整流器。
[0038]根据用于控制整流器的方法的优选实施例,定义电抗器的线性操作范围的起始点和终点可通过自动调谐来设置。在每相至少一个电抗器的控制曲线内线性操作范围的最小和最大极限值的自动调谐使系统能够保持在所述电抗器的线性操作范围内,即使整流器的操作模式由于影响整流器操作模式的外部新参数或信号干扰而改变也如此。自动调谐在整流器的操作条件改变时也允许有快且最佳控制响应。
[0039]所述电抗器的控制曲线内线性操作范围的起始和终止极限的值的自动调谐的另外的优势是这些极限的定期调整可以在整流器操作期间的过程改变被登记时实施。实施自动调谐的频率取决于整流器的输出电压。例如,如果超出整流器的输出电压的预定义极限,开始自动调谐。从而,对例如信号改变和耦合于整流器的负载改变等过程改变迅速作出反应并且其可影响整流器的操作行为,这是可能的。因此,维护的质量通过使用自动调谐来代替手动找到所述电抗器的线性操作范围的所述最小和最大值而明显增加。
[0040]连续自动调谐的另外的优势是尽可能有效地操作电流控制,从而给予客户最高可能平均电流并且从而给出最高可能生产。
[0041]连续自动调谐的另外的优势是抽头转换器操作减少到最低可能,并且从而,抽头转换器装置的维护可以减少到最小值。
[0042]本发明的另外的发明性目标、备选方案和特征将从本发明的优选实施例的下列详细描述连同图变得明显。
【具体实施方式】
[0043]图1示出用于利用输出信号9控制整流器2的控制系统1,该输出信号9可以是对耦合于整流器2的负载(未示出)的输出电压或输出电流。整流器2可以是二极管整流器。负载可以是例如铝电解应用。控制系统I包括每相至少一个电抗器6、用于提供偏置电流以用于控制电抗器6的设备7和用于提供控制电流以用于控制电抗器6的设备8。优选地,设备7和8存储在控制单元3中,其親合于至少一个电抗器6。
[0044]在本发明的另一个实施例中,耦合于至少一个电抗器6的控制单元3还可仅包括具有单绕组电路的设备8。
[0045]此外,单个控制单元3可耦合于控制系统I的多个电抗器6。单个控制电路3可因此操作控制系统I的多个电抗器6。
[0046]在本发明的备选实施例中,如果控制系统I包括对于每相的多个电抗器6,单个控制单元3耦合于所述电抗器6,这对于每相的每个电抗器6是可能的。在这样的结构中,多个控制单元3耦合于所述多个电抗器6。因此,在本发明的这样的备选实施例中,多个所述控制单元3的每个控制单元3操作多个所述电抗器6的至少一个电抗器6。
[0047]作为另一个示例,仅利用一个控制单元3来操作一个相的两个电抗器,这将是可能的。
[0048]电抗器6耦合于整流器2以用于向整流器2提供输入信号。用于提供偏置电流以用于控制电抗器6的设备7和用于提供控制电流以用于控制电抗器6的设备8连接到电抗器6。至少一个电抗器6耦合于变压器5,其还可包括有载抽头转换器(未示出)用于整流器输出电压的粗略控制。根据本发明的另一个方面,控制电抗器6来控制输出信号9,其可以是整流器2的输出电压或输出电流。电抗器6的操作行为取决于它的滞后曲线,其可由于操作参数(例如影响电抗器行为的外部信号干扰)而改变。
[0049]为了在考虑整流器2的不同操作模式或影响电抗器6的信号干扰时确保电抗器6在它的滞后曲线的线性操作范围内操作,必须相应地设置电抗器的线性操作范围的起始点和终点。这由发明性控制系统采用偏置电流固定为预定义值的方式进行,该预定义值视为用于提供控制电流以用于控制电抗器的设备8的输入信号,而设备8补偿偏置电流的预定义值与定义电抗器6的线性操作范围的起始点的起始值之间的差异。终点指设备8的固定值,在这里达到所述电抗器6的线性操作范围的末端。
[0050]图2示出如在图1中显示的至少一个电抗器6的特征控制曲线的示例。电抗器6连接到整流器2,用于向整流器2提供输入信号以用于控制整流器2。在图2中,电抗器6的特征控制曲线描绘为滞后曲线。
[0051]在下面,解释
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