一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，包括嵌入式控制器、接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路，所述嵌入式控制器分别连接接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路。本实用新型24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置避免了振荡及不均流的发生。
【专利说明】
一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种控制装置，具体是一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置。
【背景技术】
[0002]24脉波相控整流电源主回路结构上是采用I个整流变压器，或与之等效的几个变压器。整流变压器的网侧同相，但相邻的阀侧之间相差15度，整流变压器的每个阀侧与一个6脉波整流柜构成一个独立的整流电源，在负载端并联，每一个整流电源单独由一个6脉波控制系统来控制，然后统一由一个监控PLC来管理这4个6脉波控制系统。由于4个6脉波控制系统之间没有互连，相互之间不知道工况，而监控PLC是通过通讯或模拟量分别与这4个6脉波控制系统相通，这种模式响应速度慢。由于负载是一个，4台电源模块之间相互影响，而不能同时以同样的电压、电流输出，就会造成其中一台模块电源进行调节时其他3台模块电源跟作进行调节，这3台电源的调节又引起第一台电源的调节，如此恶性循环，从而引发振荡。
[0003]轻微的振荡，会造成负载两端电流、电压不稳，影响电镀效果或机车的平稳运行，振荡幅度过大，轻则烧坏负载、电源本身，重则引起供电线路毁损，造成严重事故。
[0004]有一种方式为了抑制振荡，采用只用一个电源做调节，其他电源只做跟随，不做调节，这样会造成4台电源之间的输出不平衡，从而不均流，有的电源长期超负荷运行，而另一些电源几乎不工作，一方面可能满足不了总的输出要求，另一方面严重影响电源的使用寿命O
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，包括嵌入式控制器、接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路，所述嵌入式控制器分别连接接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路。
[0008]作为本实用新型进一步的方案:所述接口电路还连接上位机。
[0009]作为本实用新型进一步的方案:所述A脉冲驱动电路还连接A整流柜。
[0010]作为本实用新型进一步的方案:所述B脉冲驱动电路还连接B整流柜。
[0011]作为本实用新型进一步的方案:所述C脉冲驱动电路还连接C整流柜。
[0012]作为本实用新型再进一步的方案:所述D脉冲驱动电路还连接D整流柜。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置避免了振荡及不均流的发生。
【附图说明】
[0014]图1是本申请实施实例的原理框图；
[0015]图2是本申请实施实例的输入、输出的波形图；
[0016]图3是本申请实施实例的触发脉冲时序图；
[0017]图4是本申请实施实例的各控制管理单元运行时序图；
[0018]图5是本申请实施实例的控制系统硬件结构框图；
[0019]图6是本申请实施实例的软件控制主流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]请参阅图1?6，本实用新型实施例中，一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，包括嵌入式控制器、接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路，所述嵌入式控制器分别连接接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路;所述接口电路还连接上位机;所述A脉冲驱动电路还连接A整流柜;所述B脉冲驱动电路还连接B整流柜;所述C脉冲驱动电路还连接C整流柜;所述D脉冲驱动电路还连接D整流柜。
[0022]本实用新型的工作原理是:为避免振荡及不均流的发生，首先将4台6脉波整流电源集中处理、分时管理，其次采用智能波段采样、智能分时、错时、多级PID控制技术。
[0023]所述同步信号通常取自整流变压器的网侧，整流变网侧分别与4个阀侧A、B、C、D同一相电的相位差+22.5°、+7.5°、-7.5°、-22.5°。当然同步信号也可以取自整流变的阀侧，不管这些同步取自哪里，一定要与整流变的4个阀侧A、B、C、D分别相差一个固定角，而且这个固定角在运行过程中不能变化，因此最好是取自同一个电网。
[0024]所述同步管理接收同步信号后，根据同步与整流变阀侧A、B、C、D固定相差，确定每一个触发脉冲的起始点，交由分时管理单元。
[0025]所述分时管理单元是本申请的核心之一，分时管理单元接收来自同步管理单元发同步点及每一个触发脉冲的起始点，分配时间段给总调PID、单整流柜工况分配管理;采样管理;A、B、C、D四个分调PID;A、B、C、D四个脉冲生成及输出驱动单元，让每个单元在固定的时间点、时间段运行。
[0026]所述总调PID比A、B、C、D四个分调PID慢3-18个周期，既要满足调节速度又要保证，总调PID、分调PID不相互影响。每个分调PID又根据误差的大小分成几级，误差大的优先执行。分时PID调节，总调PID及各分调PID均在各自的时间段运行。错时PID调节，即错开时间调节，在A整流柜输出时间段内执行B整流柜的分调PID;在B整流柜输出时间段内执行C整流柜的分调PID;在C整流柜输出时间段内执行D整流柜的分调PID;在D整流柜输出时间段内执行A整流柜的分调PID。在本次输出脉冲的过程中进行下一输出脉冲的分调PID计算，在要输出脉冲之前的一个时间段计算好要求的输出量。
[0027]所述的智能波段采样。除总反馈采样是采用定时采样外，A、B、C、D单整流柜采样使用该机的输出起作用时才进行连续采样，如图2所示，A整流柜在Al、A2、A3、A4、A5、A6时间段采样，其他时间段停止采样;8整流柜在81、82、83、84、85、86时间段采样，如此等等，每整流柜只在相关波段米样。
[0028]本申请的关键在于对现有的24脉冲相控整流电源进行改进，在改进的24脉冲相控整流电源的基础上提出了本申请的24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制方法。
[0029]本申请改进的24脉冲相控整流电源包括接收管理;监控管理;总调PID;同步管理；分时管理;单整流柜工况分配管理;采样管理;A、B、C、D四个分PID;A、B、C、D四个脉冲生成及输出驱动单元;A、B、C、D四个整流柜;A、B、C、D四个整流柜输出电感;整流变压器。接收管理负责接收来自上位机的命令、监控管理单元发过来的工况信息以及向上位机上传电源的工况信息、将给定下传给总调PID。
[0030]监控管理单元，负责监控4台电源的工况及总输出情况;及时处理电源异常问题。
[0031]如图1所示，整流变压器在本实例中采用I个网侧，4个阀侧共用一副铁芯构成的一个变压器。整流变压器的网侧及阀侧波形如图2所示，4个阀侧A、B、C、D与网侧的相位差分别为+22.5°、+7.5°、-7.5°、-22.5°，同步信号取自整流变的网侧。
[0032]如图2所示，同步管理单元根据同步信号及各分电源的输出情况确定时间的起始点、并将同步信号分出24个时间段及每个时间段的起始点。
[0033]分时管理单元是本申请的核心之一，它接收来自同步管理单元发同步点及每一个触发脉冲的起始点，分配时间段给总调PID、单整流柜工况分配管理;采样管理;A、B、C、D四个分调PID;A、B、C、D四个脉冲生成及输出驱动单元，让每个单元在固定的时间点、时间段运行，实现智能波段采样、智能分时、错时PID控制技术。它的时序分配如图4所示，高电平为运行，低电平为停止。除总反馈采样采用定时采样，不受时序影响外，其他单元均按时序运行，在Al时刻进行A采样、A脉冲输出、总调PID计算;BI时刻进行B采样、B脉冲输出、其他管理控制，其他管理控制包含:单整流柜工况分配管理、监控管理;在Cl时刻进行C采样、C脉冲输出、其他管理控制;在Dl时刻进行D采样、D脉冲输出、APID计算;在A2时刻进行A采样、A脉冲输出、BPID计算;在B2时刻进行B采样、B脉冲输出、CPID计算;在C2时刻进行C采样、C脉冲输出、DPID计算;在D2时刻进行D采样、D脉冲输出、其他管理控制；在A3时刻进行A采样、A脉冲输出、其他管理控制;在B3时刻进行B采样、B脉冲输出、其他管理控制;在C3时刻进行C采样、C脉冲输出、其他管理控制；在D3时刻进行D采样、D脉冲输出、APID计算;在A4时刻进行A采样、A脉冲输出、BPID计算;在B4时刻进行B采样、B脉冲输出、CPID计算;在C4时刻进行C采样、C脉冲输出、DPID计算;在D4时刻进行D采样、D脉冲输出、其他管理控制；在A5时刻进行A采样、A脉冲输出、其他管理控制;在B5时刻进行B采样、B脉冲输出、其他管理控制;在C5时刻进行C采样、C脉冲输出、其他管理控制;在D5时刻进行D采样、D脉冲输出、APID计算;在A6时刻进行A采样、A脉冲输出、BPID计算;在B6时刻进行B采样、B脉冲输出、CPID计算;在C6时刻进行C采样、C脉冲输出、DPID计算;在D6时刻进行D采样、D脉冲输出、其他管理控制。
[0034]单整流柜工况分配管理根据A、B、C、D四台单整流柜的工况及总调PID要求的总输出量，确定每台单整流柜的输出量，将这个输出量送到A、B、C、D四个分调PID。
[0035]PID调节系统是本申请的另一个核心。总调PID与4个分调PID组成多级PID，首先将总调PID和4个分调PID分成两级，每个总调PID调节一次后，4个分调PID各执行3-18次(视调节情况定)后，再执行下一次总调PID调节。其次，每个分调PID又根据误差的大小分成几级，误差大的优先执行。分时PID调节，总调PID及各分调PID均在各自的时间段运行。错时PID调节，即错开时间调节，在A整流柜输出时间段内执行B整流柜的分调PID;在B整流柜输出时间段内执行C整流柜的分调PID;在C整流柜输出时间段内执行D整流柜的分调PID;在D整流柜输出时间段内执行A整流柜的分调PID。在本次输出脉冲的过程中进行下一输出脉冲的分调PID计算，在要输出脉冲之前的一个时间段计算好要求的输出量。
[0036]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0037]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，包括嵌入式控制器、接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路，其特征在于，所述嵌入式控制器分别连接接口电路、同步接口电路、模拟量处理电路、A脉冲驱动电路、B脉冲驱动电路、C脉冲驱动电路和D脉冲驱动电路。2.根据权利要求1所述的24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，其特征在于，所述接口电路还连接上位机。3.根据权利要求1所述的24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，其特征在于，所述A脉冲驱动电路还连接A整流柜。4.根据权利要求1所述的24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，其特征在于，所述B脉冲驱动电路还连接B整流柜。5.根据权利要求1所述的24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，其特征在于，所述C脉冲驱动电路还连接C整流柜。6.根据权利要求1所述的24脉波相控整流电源的振荡抑制及均流控制装置，其特征在于，所述D脉冲驱动电路还连接D整流柜。
【文档编号】H02M7/12GK205490197SQ201521122149
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】丁少云, 黄海波
【申请人】九江历源整流设备有限公司