一种用于三相全控整流的过零点纠错方法与流程

1.本发明涉及一种电力电子变流领域，尤其涉及一种用于三相全控整流的过零点纠错方法。


背景技术：

2.目前，三相全控整流桥是众多可控功率电源工程项目的重要组成部分，而过零点触发脉冲信号又是三相全控整流的核心。正确的过零触发脉冲控制使三相全控整流桥输出的电压波形正确，但是在实际工程中，从电网上输入到过零检测电路的交流电压存在着高频率的谐波，且该交流电压在过零时刻附近发生震荡。上述因素存在会使电压过零检测电路发生误触发，导致过零检测不精确，最终产生有误的过零触发脉冲，导致整流桥输出异常。


技术实现要素：

3.本发明目的是提供一种用于三相全控整流的过零点纠错方法来解决交流电压信号存在谐波和过零时刻震荡使得电压过零检测电路产生有误的过零脉冲问题。
4.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于三相全控整流的过零点纠错算法，参阅图1所示的过零点纠错算法流程图，包括以下步骤：
5.步骤一：去除三相全控整流桥输出的交流电压中高频谐波产生的过零脉冲。参阅图2，带干扰的正弦电压经过过零检测电路后产生图中所示的干扰脉冲。输入电压中高频谐振的存在性导致过零检测电路产生一段高频干扰脉冲，假设干扰脉冲周期是t，因此，可以设定一个稍大于t的阈值t，该阈值t即为定时器的周期。每当脉冲有下降沿时，开启下降沿中断并重设定时器中断周期为t。由于干扰脉冲周期t小于阈值t，因此只发生下降沿中断不发生定时器周期中断，没有定时器周期中断事件产生，因此保持干扰脉冲第一次下降沿产生之前的高电平状态即可滤除周期小于阈值t的干扰脉冲。
6.步骤二：统计交流电压在过零时刻附近发生震荡的时长，并取中点时刻作为正确的交流电压过零事件发生的时刻。过零时刻附近可以设定为以过零时刻为中心左右设定时间区间内。正弦电压在过零点左右时刻发生震荡导致过零检测电路原本只有一次过零脉冲信号跳变转变成多次过零脉冲跳变。设置下降沿中断，分别统计第一次与最后一次下降沿中断的时刻t1、tend。可知正弦电压实际发生过零事件的时刻为(t1+tend)/2，我们只在该时刻让电平发生一次跳转即可纠正干扰脉冲。
7.步骤三：从理论上，我们可以根据交流电压的周期来推算过零脉冲的周期，其次在软件层面人为产生这种周期为tt的理论过零脉冲。干扰脉冲在经过步骤一、二的条件下纠正为周期性的实际过零脉冲，假设周期为tr。继续对比理论和实际过零脉冲，若实际过零脉冲符合一定条件，则纠错算法有效，即采取实际过零脉冲输出，反之取理论过零脉冲输出。
8.我们在实际工程中使用了这种纠错算法，相比于之前使用传统的rc电路滤波，该软件层面的纠错算法更简单，有效，能够节省改善环境所需的成本，解决了高频谐波，过零
点震荡导致过零检测电路误触发问题。
附图说明
9.图1是一种用于三相全控整流的过零点纠错算法的流程图。
10.图2是带干扰的正弦电压经过零检测电路后产生的有误过零脉冲图。
11.图3是有误脉冲经过一种用于三相全控整流的过零点纠错算法步骤一的波形变化图。
12.图4是有误脉冲在算法步骤一基础上再经过算法步骤二的波形变化图。
13.图5是有误脉冲经过一种用于三相全控整流的过零点纠错算法的整体波形变化图。
具体实施方式
14.下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
15.请参阅附图部分的图3至图5，本发明提供的一种技术方案具体实施方式包括以下步骤：
16.步骤一：去除高频谐波产生的过零脉冲。图3中t1-t3时间段是高频谐波产生的脉冲，需要进行消除。设置下降沿触发，即t1、t2、t3三个时刻发生下降沿中断，每次进入下降沿中断函数均设置重开定时器中断(重开定时器中断动作设定在下降沿中断函数内执行以避免终端交叉导致出错)，同时设定一个阈值t为定时器周期。参阅图3可知t1、t2、t3三个时刻会开启定时器中断，由于谐波产生的脉冲频率为高频脉冲，t1-t2和t2-t3这俩个时间段会小于我们设定的定时器中断周期t。t1时刻虽开启了定时器，但定时器时间还未到t2就重置了定时器，最终只有t3时刻开启的定时器能完整的完成整个定时器周期t并触发中断，当进入t3时刻定时器触发中断，中断函数在周期t内循环判断脉冲是否有下降沿。图3中没有下降沿，我们即可保持原先的高电平状态，从而达到了消除高频谐波产生的脉冲效果。
17.步骤二：统计震荡时长并取中点时刻。当经过了步骤一消抖后，脉冲成了只含过零时刻震荡的脉冲。设置下降沿触发中断，图4中在t1、t2、tend三个时刻发生下降沿中断，保存每次中断发生的时刻，取第一次中断时刻t1和最后一次中断时刻tend，即真正过零时刻发生在(tend+t1)/2,所以我们只需在(tend+t1)/2时刻发生一次过零脉冲跳转就可得到最后的正确过零脉冲信号。
18.步骤三：从理论上，我们根据交流电压的周期推算过零脉冲的周期为t，其次在软件层面人为产生这种周期为tt的理论过零脉冲。干扰脉冲在经过步骤一、二的条件下纠正为周期性的实际过零脉冲，假设周期为tr。对比理论和实际过零脉冲的每一个上升沿和下降沿发生时间，发生时间基本一致表示实际过零脉冲符合条件，则纠错算法有效，即采取实际过零脉冲，反之取理论过零脉冲。
19.上述具体实施例仅仅是本发明的几种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。


技术特征：
1.一种用于三相全控整流的过零点纠错方法，其特征在于，包括：去除三相全控整流桥输出的交流电压中高频谐波产生的过零脉冲；统计交流电压在过零时刻附近发生震荡的时长，并取中点时刻作为正确的交流电压过零事件发生的时刻，只在该时刻让电平发生一次跳转以纠正为周期性的实际过零脉冲；根据交流电压的周期来推算过零脉冲的理论周期，并产生该理论周期为tt的理论过零脉冲；设实际过零脉冲的周期为tr，对比理论和实际过零脉冲，若实际过零脉冲符合一定条件，则采取实际过零脉冲输出，反之取理论过零脉冲输出。2.根据权利要求1所述的过零点纠错方法，其特征在于，所述去除三相全控整流桥输出的交流电压中高频谐波产生的过零脉冲，进一步包括：假设干扰脉冲周期是t，设定一个大于t的阈值t，以该阈值t作为定时器的周期；设定每当过零脉冲有下降沿时，开启下降沿中断并重设定时器中断，其中定时器中断周期为t。3.根据权利要求2所述的过零点纠错方法，其特征在于，所述重设定时器中断的动作是在下降沿中断函数内执行。4.根据权利要求1所述的过零点纠错方法，其特征在于，所述取中点时刻作为正确的交流电压过零事件发生的时刻，进一步包括：分别统计第一次与最后一次下降沿中断的时刻t1、tend，以(t1+tend)/2作为交流电压实际发生过零事件的时刻。5.根据权利要求1所述的过零点纠错方法，其特征在于，所述过零时刻附近设定为以过零时刻为中心左右设定时间区间内。6.根据权利要求1所述的过零点纠错方法，其特征在于，所述对比理论和实际过零脉冲，若实际过零脉冲符合一定条件，则采取实际过零脉冲输出，反之取理论过零脉冲输出，进一步包括：对比理论和实际过零脉冲的每一个上升沿和下降沿发生时间，发生时间基本一致表示实际过零脉冲符合条件，则纠错算法有效，即采取实际过零脉冲输出，反之取理论过零脉冲输出。

技术总结
本发明涉及一种用于三相全控整流的过零点纠错方法，包括：去除三相全控整流桥输出的交流电压中高频谐波产生的过零脉冲；统计交流电压在过零时刻附近发生震荡的时长，并取中点时刻作为正确的交流电压过零事件发生的时刻，只在该时刻让电平发生一次跳转以纠正为周期性的实际过零脉冲；根据交流电压的周期来推算过零脉冲的理论周期，并产生该理论周期为Tt的理论过零脉冲；设实际过零脉冲的周期为Tr，对比理论和实际过零脉冲，若实际过零脉冲符合一定条件，则采取实际过零脉冲输出，反之取理论过零脉冲输出。过零脉冲输出。过零脉冲输出。


技术研发人员：梁少轩 莫得甫 殷雯 戴华荣 刘湘 杨新刚
受保护的技术使用者：广东福德电子有限公司 株洲福德轨道交通研究院有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/3/21