專利名稱：并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，適用于晶閘管變流功率柜，特別是多柜并聯(lián)情況下的柜間均流自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，屬于電子技術(shù)和自動調(diào)節(jié)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)實(shí)工業(yè)應(yīng)用中，往往需要將多臺功率柜并列運(yùn)行以獲得大電流，但由于各功率柜的參數(shù)的不一致，因此必須對并列運(yùn)行的功率柜進(jìn)行均流調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有技術(shù)的均流方法，一般有均流電抗器法、套磁環(huán)法和長線均流法三種。均流電抗器法，是在整流器交流側(cè)串聯(lián)均流電抗器；套磁環(huán)法是在電流回路上套磁環(huán)，其實(shí)質(zhì)也是串聯(lián)電抗器；長線均流法則是從整流變壓器到各并列整流橋分別拉等長度同型號規(guī)格電纜，利用長線電感均流，其實(shí)質(zhì)還是串聯(lián)電抗器。傳統(tǒng)均流方法的共同點(diǎn)是在整流器主回路上串聯(lián)均流器件，其共同缺點(diǎn)是(1)主回路結(jié)線復(fù)雜，均流器件占用較大空間，布置比較困難，制造成本較高，特別是在大電流情況下，實(shí)現(xiàn)的困難更大。(2)傳統(tǒng)均流方法能達(dá)到的均流系數(shù)屬一般化，受參數(shù)影響較大，較難達(dá)到高水平。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有均流調(diào)節(jié)技術(shù)主回路結(jié)線復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)，為并列運(yùn)行的功率柜提供一種自動均流調(diào)節(jié)器。
本發(fā)明的技術(shù)問題可通過如下措施解決并列運(yùn)行功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由脈沖區(qū)間形成電路、區(qū)間前沿斜坡處理電路、差分放大電路、脈沖區(qū)間移相處理電路、脈沖投切控制電路、高頻脈沖發(fā)生器和脈沖列形成電路連接而成；脈沖區(qū)間形成電路的輸入端連接來自控制中心的脈沖區(qū)間信號、輸出端通過區(qū)間前沿斜坡處理電路連接脈沖區(qū)間移相處理電路的輸入端，脈沖區(qū)間移相處理電路的另一輸入端連接到差分放大電路的輸出端，脈沖列形成電路的輸入端分別連接脈沖區(qū)間移相處理電路的輸出端和高頻脈沖發(fā)生器的輸出端，脈沖列形成電路的輸出端連接脈沖功放電路的輸入端，所述脈沖功放電路的控制端連接脈沖投切控制電路的輸出端，脈沖功放電路的輸出端連接功率柜的晶閘管的控制極。
高頻脈沖列第一波的相位，可通過均流偏差進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，若本柜電流偏大，差分放大器輸出的移相控制信號也增大，經(jīng)與斜坡作比較，新的脈沖區(qū)間相位后移，脈沖列推遲產(chǎn)生，本柜電流趨向回落。并聯(lián)的每個(gè)功率柜都有一個(gè)同樣結(jié)構(gòu)的自動均流調(diào)節(jié)器。自動調(diào)節(jié)過程總是對電流偏大的功率柜作電流回落調(diào)節(jié)，企圖使它維持在并聯(lián)柜的平均水平，從而達(dá)到系統(tǒng)自動均流的目的。
本發(fā)明的技術(shù)問題還可通過采取如下技術(shù)措施解決脈沖區(qū)間形成電路由光電隔離器芯片IC1、IC2及其外圍電阻連接而成，用于隔離來自控制中心的脈沖區(qū)間信號，輸出表征原始脈沖區(qū)間的120°寬脈沖。
區(qū)間前沿斜坡處理電路由比較芯片IC3、IC4及其外圍電阻、電容連接而成，所述IC3、IC4及其外圍電阻、電容連接成積分器/比較器二用電路，用于將脈沖區(qū)間形成電路輸出的脈沖區(qū)間前沿作斜坡處理。
脈沖區(qū)間移相處理電路由比較器芯片IC5、IC6及其外圍電阻連接而成，用于將來自斜坡處理電路的脈沖區(qū)間及來自差分放大電路的脈沖移相信號進(jìn)行比較，生成新的脈沖區(qū)間。
脈沖列形成電路由六反相緩沖器芯片IC9及其外圍振蕩電路連接而成，用于將高頻脈沖發(fā)生器的60KHZ脈沖充實(shí)到新的脈沖區(qū)間。
高頻振蕩電路由與非門芯片IC8、晶振XP1及其外圍電阻、電容連接而成。
差分放大電路由放大器芯片及其外圍的電阻、電容連接而成，它的二個(gè)輸入端分別輸入本柜的電流反饋信號和均流給定信號，所述均流給定電壓，由并聯(lián)功率柜總輸出電流的變送電流，通過均流調(diào)節(jié)器內(nèi)的負(fù)載電阻R21轉(zhuǎn)換而來。
脈沖投切控制電路由繼電器K1構(gòu)成。當(dāng)該柜接受切除命令時(shí)，被用來切斷該柜的脈沖功放總電源和該柜變送電流負(fù)載電阻R21。
本發(fā)明具有如下突出效果1、免去串聯(lián)于主回路的均流器件，從而簡化主結(jié)線，節(jié)省安裝空間，利于結(jié)構(gòu)布置，化解大電流情況下的均流難點(diǎn)，降低均流成本。
2、由于差分放大器的放大倍數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，故采用這種自動均流調(diào)節(jié)器，可保證均流系數(shù)在97％以上。由調(diào)節(jié)原理可知，它還可以顯著減輕閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)如晶閘管壓降，母排壓降等對均流的不良影響，提高均流一致性。
圖面說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例自動均流調(diào)節(jié)器框圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例電氣原理圖。
圖3是圖2中相關(guān)測點(diǎn)a、b、d、e的電壓波形圖。
實(shí)施例圖1構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施例。從圖1可知，本實(shí)施例由脈沖區(qū)間形成電路1、區(qū)間前沿斜坡處理電路2、差分放大電路3、脈沖區(qū)間移相處理電路4、脈沖投切控制電路5、高頻脈沖發(fā)生器6和脈沖列形成電路7連接而成。脈沖區(qū)間形成電路1的輸入端連接控制中心的脈沖區(qū)間信號輸出端，輸出端通過區(qū)間前沿斜坡處理電路2連接到脈沖區(qū)間移相處理電路4的輸入端。脈沖區(qū)間移相處理電路4的另一輸入端連接差分放大電路3的輸出端。脈沖列形成電路7的輸入端分別連接脈沖區(qū)間移相處理電路4的輸出端和高頻脈沖發(fā)生器6的輸出端。脈沖列形成電路7的輸出端連接脈沖功放電路8的輸入端。所述脈沖功放電路8的控制端連接脈沖投切控制電路5的輸出端。脈沖功放輸出端連接晶閘管的控制極。下面以-a相脈沖支路為例，描述本實(shí)施例1的工作原理如下脈沖區(qū)間形成電路1由電阻R1，排電阻RP1、RP2、光隔IC1組成；區(qū)間前沿斜坡處理電路2由電阻R7、導(dǎo)向二極管D1、積分電容C1以及1.4V電壓生成回路R13、D7、D8、放大器芯片IC3組成；脈沖區(qū)間移相處理電路4由電阻R20、導(dǎo)向二極管D9、比較器芯片IC5、排電阻RP3組成；脈沖列形成電路7由六反相緩沖器芯片IC9組成；高頻脈沖發(fā)生器6由電阻R23、R24、電容C7、C8、C9、晶振XP1、與非門芯片IC8組成；差分放大電路3由電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、濾波電容C10、變送器負(fù)載電阻R21、放大器IC4組成；脈沖投切控制電路5由繼電器K1構(gòu)成。
脈沖區(qū)間形成電路1實(shí)際是一個(gè)光電隔離器，它起傳輸和隔離作用，它的輸入?yún)⒘繛閬碜钥刂浦行牡拿}沖區(qū)間信號Vi。輸出為輸入的翻版，是一個(gè)表征原始脈沖區(qū)間的120°寬脈沖；區(qū)間前沿斜坡處理電路2的核心是一個(gè)積分器/比較器二用電路，它將原始脈沖區(qū)間的前沿作斜坡處理，供后一電路作移相處理；脈沖區(qū)間移相處理4實(shí)質(zhì)是一個(gè)比較器，該比較器的二個(gè)輸入量，一個(gè)來自斜坡處理電路，另一個(gè)被稱作移相控制信號、來自差分放大電路3，二者相比生成的新脈沖區(qū)間，其相位已經(jīng)不同于原始區(qū)間，受控于包含均流調(diào)節(jié)消息的移相控制信號；脈沖列形成電路7是一個(gè)可控制的六反相緩沖器，它讓來自高頻脈沖發(fā)生器的60KHZ脈沖充實(shí)到新的脈沖區(qū)間，同時(shí)將六相脈沖列輸送到各自的脈沖列功率放大電路8。
差分放大電路3的二個(gè)輸入量，本柜電流反饋Vs為電壓量，由外部提供。均流給定值Ic也為電壓量，由并聯(lián)功率柜總輸出電流的變送電流，通過均流調(diào)節(jié)器內(nèi)的負(fù)載電阻R21轉(zhuǎn)換而來，由于每個(gè)功率柜都有一個(gè)均流調(diào)節(jié)器，因此總負(fù)載電阻為投運(yùn)各柜R21的并聯(lián)值，所以當(dāng)某些功率柜需要退出運(yùn)行之后，即給予一個(gè)控制指令Vt，此時(shí)該些柜的R21被切除，但均流給定值Vc仍反映總電流對于投運(yùn)柜數(shù)的平均值。
本實(shí)施例1中，各主要元件的型號如下IC1 IC2TLP521-3IC3 IC4LM224Vcc+15VIC5 IC6LM339Vcc+15VIC84093 Vcc+15VIC94502 Vcc+15VIC107815XP160KHZK1G2R-24
本實(shí)施例與傳統(tǒng)均流方法相比，技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下

本實(shí)施例與不采取任何均流措施的原始狀態(tài)相比均流效果如下

注均流系數(shù)KI按下式計(jì)算KI=ΣL=1mIimImax]]>式中ΣL=1mIi=m]]>條并聯(lián)支路電流的和；Imax---并聯(lián)支路中的電流最大值。
權(quán)利要求
1.并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是由脈沖區(qū)間形成電路(1)、區(qū)間前沿斜坡處理電路(2)、差分放大電路(3)、脈沖區(qū)間移相處理電路(4)、脈沖投切控制電路(5)、高頻脈沖發(fā)生器(6)和脈沖列形成電路(7)連接而成；脈沖區(qū)間形成電路(1)的輸入端連接控制中心的脈沖區(qū)間信號輸出端、輸出端通過區(qū)間前沿斜坡處理電路(2)連接脈沖區(qū)間移相處理電路(4)的輸入端，脈沖區(qū)間移相處理電路(4)的另一輸入端連接差分放大電路(3)的輸出端，脈沖列形成電路(7)的輸入端分別連接脈沖區(qū)間移相處理電路(4)的輸出端和高頻脈沖發(fā)生器(6)的輸出端，脈沖列形成電路(7)的輸出端連接脈沖功放電路(8)的輸入端，所述脈沖功放電路(8)的控制端連接脈沖投切控制電路(5)的輸出端，脈沖功放輸出端連接功率柜的晶閘管的控制極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是脈沖區(qū)間形成電路(1)由光電隔離器芯片IC1、IC2及其外圍電阻連接而成，用于隔離來自控制中心的脈沖區(qū)間信號，并輸出用來表征原始脈沖區(qū)間的120°寬脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是區(qū)間前沿斜坡處理電路(2)由比較芯片IC3、IC4及其外圍電阻、電容連接而成。所述IC3、IC4及其外圍電阻、電容連接成積分器/比較器二用電路，用于將脈沖區(qū)間形成電路(1)輸出的脈沖區(qū)間前沿作斜坡處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是脈沖區(qū)間移相處理電路(4)由比較器芯片IC5、IC6及其外圍電阻連接而成，用于將來自斜坡處理電路(2)的脈沖區(qū)間和來自差分放大電路(3)的脈沖移相信號進(jìn)行比較，生成新的脈沖區(qū)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是脈沖列形成電路(7)由六反相緩沖器芯片IC9及其外圍振蕩電路連接而成，用于將來自高頻脈沖發(fā)生器的60KHZ脈沖充實(shí)到新的脈沖區(qū)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是差分放大電路(3)由比較器芯片及其外圍的電阻、電容連接而成，它的二個(gè)輸入端分別輸入本柜電流反饋量和均流給定電壓，所述均流給定電壓，由并聯(lián)功率柜總輸出電流的變送電流，通過均流調(diào)節(jié)器內(nèi)的負(fù)載電阻R21轉(zhuǎn)換而來。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其特征是脈沖投切控制電路(5)由繼電器K1構(gòu)成，當(dāng)該柜接受切除命令時(shí)，由它切斷該柜的脈沖功放總電源和退出該柜的變送電流負(fù)載電阻R21。
全文摘要
本發(fā)明涉及并列運(yùn)行變流功率柜自動均流調(diào)節(jié)器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由脈沖區(qū)間形成電路1、區(qū)間前沿斜坡處理電路2、差分放大電路3、脈沖區(qū)間移相處理電路4、脈沖投切控制電路5、高頻脈沖發(fā)生器6和脈沖列形成電路7連接而成。適用于晶閘管變流功率柜，特別是多柜并聯(lián)情況下的柜間均流自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明免去串聯(lián)于主回路的均流器件，從而簡化主結(jié)線，節(jié)省安裝空間，利于結(jié)構(gòu)布置，化解大電流情況下的均流難點(diǎn)，降低均流成本。可保證均流系數(shù)在97％以上可以顯著減輕閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)如晶閘管壓降、母排壓降等對均流的不良影響，提高均流一致性。
文檔編號H02J3/38GK1445902SQ0215208
公開日2003年10月1日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者竺厥衫, 郭子銳 申請人:廣州擎天電氣控制實(shí)業(yè)有限公司