本发明属于电气及自动化技术领域，特别是一种三电平母线电源的控制系统。
背景技术：
在大中型宽带钢或板材热连轧领域中，由于功率、动态响应以及轧制节奏的要求提高，基于交直交系统的电气传动设备得到更多的认可和选择，而其中三电平母线技术较普通两电平技术而言具有谐波小，输出不需要很大的滤波器，在传输距离比较远的情况下，电压损失小，对负载电机冲击小，不需要用防护等级高的电机等优点。但是三电平交直交系统一般为国外进口设备，价格昂贵，维护费用高，尤其是三电平母线电源，本方案提出一种可用国产电控设备作为三电平母线电源，满足大功率、高动态响应以及快速轧制节奏的控制系统，大大降低成本，为多种宽带钢或板材热连轧系统改造升级带来可行性。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于宽带钢热连轧机组的三电平母线电源的控制系统，以满足系统在较大功率输出下的动态响应，安全可靠灵活，降低成本，提升效率。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种三电平母线电源的控制系统，包括变压器、整流柜、dc电容器、逆变器，其中变压器的电压输入端连市电，变压器电压输出端连接整流柜内的功率单元输入端，整流柜的功率单元输出端经dc电容器连接逆变器的电压输入端，逆变器的电压输出端连接负载电机的控制电路其特征在于：所述整流柜为两个且每个整流柜内置有一控制单元，每个整流柜内的控制单元均通过脉冲电缆与功率单元连接，第一个整流柜内的控制单元与第二个整流柜内的控制单元采用点对点通讯实现信息交互，第一个整流柜内的功率单元的输入端连接变压器，第一个整流柜内的功率单元的输出端经第二个整流柜与dc电容器连接。
而且，所述整流柜均采用天津电气科学研究院生产的rg3a大功率晶闸管整流柜。
而且，所述整流柜的晶闸管变流装置均带有导通监视单元，安装在每台变流柜柜门上。
而且，所述整流柜内的控制单元采用西门子6ra80全数字控制装置，作为直流电机的调速装置。
而且，所述三电平母线电源的控制系统的控制方法是：
在两个整流柜内控制单元中，第一个整流柜内控制单元为故障状态或报出系统故障时，第二个整流柜控制单元封锁脉冲，外部信号和逻辑控制在第一个整流柜内控制单元中使用和实现，通过点对点通讯，控制第二个整流柜内控制单元的故障位以及附加给定。
而且，所述外部信号和逻辑包括以下内容：功率单元的故障、报警信号以外部故障的形式输入控制单元；三电平母线下逆变器的故障、报警信号按照客户需求以外部故障或报警的形式输入控制单元。
本发明的另一目的在于本发明可应用在大中型宽带钢或板材热连轧的生产线上，按照该生产线的技术改造要求，系统的额定电压为+950v～0v～-950v，额定电流为5264a，额定功率为9000kw，过载60秒内电流可达7000a，动态响应满足轧制产品时的工艺要求。
而且，通过功率采集器对所述逆变器的功率信号进行采集，然后传送给第一个整流柜的控制单元，控制单元再通过此信号做成附加给定，当逆变器输出功率变化时，控制单元在电源系统反馈前收到附加给定，提前调节电压。
本发明的优点和积极效果是：
本发明采用两个整流柜对功率单元进行控制，从性能上，rg3a大功率晶闸管整流柜实现反并联功率组件，满足四象限运行；从信息采集上，采用导通监视单元，监测每个桥臂由于快熔熔断、缺脉冲、误触发等引起的缺臂故障，一旦发现桥臂故障，可以及时发出报警信号；控制单元采用通过点对点通讯，控制第二个整流柜内控制单元的故障位以及附加给定，这样避免外部信号需要分两路分别给进控制单元，节省了控制单元的输入输出点。
本发明应用在大中型宽带钢或板材热连轧领域后，该生产线快速恢复生产，平稳运行，故障率低，而且由于新系统在操作、通讯等方面的灵活性高，可以方便用户实现监控、维护等多种需求。相对与原系统而言，大大降低了成本。这套系统的投入使用，为多种母线形式的电源系统设计或者改造提供了很好的案例，多种品牌的产品共同组成一个可靠稳定响应快的系统，降本增效，显而易见。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种三电平母线电源的控制系统，包括变压器、整流柜、dc电容器、逆变器，其中变压器的电压输入端连市电，变压器的电压输出端连接整流柜内功率单元的输入端，变压器输出的电流信号经整流柜内的功率单元时会经过降噪、滤波等处理，整流柜的功率单元输出端经dc电容器连接逆变器的电压输入端，逆变器的电压输出端连接负载电机的控制电路，由此形成交-直-交的电源的控制系统。
本发明的创新点是：
所述整流柜为两个且每个整流柜内置有一控制单元，每个整流柜内的控制单元均通过脉冲电缆与功率单元连接，第一个整流柜内的控制单元与第二个整流柜内的控制单元采用点对点通讯实现信息交互，第一个整流柜内的功率单元的输入端连接变压器，第一个整流柜内的功率单元的输出端经第二个整流柜与dc电容器连接，由此形成第一个整流柜内的功率单元与第二个整流柜内功率单元的串联。
整流柜采用天津电气科学研究院生产的rg3a大功率晶闸管整流柜，该型号的大功率整流装置，晶闸管采用abb元件，用2只晶闸管元件和1套热管散热器构成直接反并联功率组件，满足四象限运行，采用强迫风冷。晶闸管变流装置均带有导通监视单元，安装在每台变流柜柜门上，监测每个桥臂由于快熔熔断、缺脉冲、误触发等引起的缺臂故障。一旦发现桥臂故障，可以及时发出报警信号，进行系统联锁。并具有记忆功能，可准确报告故障的桥臂，便于系统维护。
控制单元采用两台独立的西门子6ra80全数字控制装置，只选用标准控制板卡即可，为直流电机的调速装置，这里我们用作直流电源控制时，忽略励磁控制，速度环控制变为电枢电压控制，即电源电压的控制，一些必须填写的电机参数比如电机电枢电阻值、电感值等，按照经验值预设,然后根据阶跃实验进行调整。该装置调试方便、灵活，易于实现多种设备通讯，可靠性强。
本发明的三电平母线电源的控制系统的控制方法是：
两个整流柜内控制单元中，第一个整流柜内控制单元为故障状态或报出系统故障时，第二个整流柜控制单元封锁脉冲，外部信号和逻辑控制在第一个整流柜内控制单元中使用和实现，通过点对点通讯，控制第二个整流柜内控制单元的故障位以及附加给定，这样避免外部信号需要分两路分别给进控制单元，节省了控制单元的输入输出点。
上述外部信号和逻辑包括以下内容：功率单元的故障、报警信号以外部故障的形式输入控制单元；三电平母线下逆变器的故障、报警信号按照客户需求以外部故障或报警的形式输入控制单元。
本发明可应用在大中型宽带钢或板材热连轧的生产线上，按照该生产线的技术改造要求，系统的额定电压为+950v～0v～-950v，额定电流为5264a，额定功率为9000kw，过载60秒内电流可达7000a，动态响应满足轧制产品时的工艺要求。
在轧钢过程中，每个机架咬钢时，出现大负荷，会造成电压的跌落，拋钢时，会造成电压的上升，电源响应速度不够会造成逆变器的欠电压或者过电压故障，这成为了该电源系统最大的问题，针对这一问题，电源系统采用了前馈补偿方法，通过功率采集器对逆变器的功率信号进行采集，然后传送给第一个整流柜的控制单元，再通过此信号做成附加给定，当逆变器输出功率变化时，控制单元在电源系统反馈前收到附加给定，提前调节电压，此方法可有效解决在轧钢过程中电源系统响应慢的问题。
下表是在一次轧钢工艺过程中，生产线上多个(4个，分别编号为1#、2#、3#、4#)轧机在咬钢和拋钢时的正负向瞬时电压峰值以及针对该峰值的前馈补偿量的变化值。
通过上表可以看出，本次过程母线电压基准为正负900v，通过补偿使瞬时电压峰值变化控制在6.55％以内，达到了动态精度要求，保障了工艺过程的顺利。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。