本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種整流橋動(dòng)態(tài)均流控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流電流以建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的輸出電流來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和輸出無功功率。因此，勵(lì)磁系統(tǒng)的性能直接影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，優(yōu)良的勵(lì)磁系統(tǒng)可以保證發(fā)電機(jī)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
勵(lì)磁系統(tǒng)通常由調(diào)節(jié)、整流和滅磁三部分組成，其中整流部分通常由多個(gè)可控硅整流橋并聯(lián)組成，機(jī)組容量越大，并聯(lián)的數(shù)量越多。多個(gè)整流橋并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于橋之間的差異導(dǎo)致每個(gè)整流橋輸出電流不是完全相同。通常這些差異包括可控硅元件通態(tài)壓降、快熔電阻、回路阻抗等。并聯(lián)整流橋負(fù)荷不均等，表現(xiàn)為每個(gè)橋臂并聯(lián)可控硅的電流負(fù)荷不均等。其中長(zhǎng)期重負(fù)荷的可控硅，其使用壽命會(huì)大大縮短，當(dāng)達(dá)到其使用壽命時(shí)，該可控硅退出運(yùn)行，這樣會(huì)導(dǎo)致剩余的可控硅負(fù)荷加大，又加速剩余可控硅的老化速度，帶來連鎖反應(yīng)。
均流技術(shù)即為解決這一問題而提出，該技術(shù)的目的是盡量使并聯(lián)整流橋帶的電流負(fù)荷一致。常用的均流方法主要著眼于平衡回路間的阻抗，主要通過可控硅參數(shù)匹配、回路線路均等、回路串接電抗器等方法實(shí)現(xiàn)，其中，可控硅參數(shù)在運(yùn)行期間會(huì)發(fā)生變化，均流效果無法保證；回路線路均等只有在電纜連接的情況下通過不同電纜長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，但是大型機(jī)組通常采用銅排連接；回路串接電抗器是在每個(gè)整流橋的直流側(cè)加裝可調(diào)電抗器，但是安裝繁瑣，占用柜體空間，而且回路參數(shù)在使用期間會(huì)變化，經(jīng)過一段時(shí)間需要重新調(diào)整。而且上述幾種均流技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)整流橋輸出間的均流，無法對(duì)橋臂并聯(lián)可控硅間實(shí)現(xiàn)均流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的，在于提供一種整流橋動(dòng)態(tài)均流控制裝置及控制方法，其利用數(shù)字均流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整流橋橋臂并聯(lián)可控硅間的均流。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
一種整流橋動(dòng)態(tài)均流控制裝置，包括調(diào)節(jié)器和至少二組控制對(duì)象，每一組控制對(duì)象均包括整流橋控制器、整流橋和電流傳感器，其中，電流傳感器的輸入端與整流橋連接，電流傳感器的輸出端與整流橋控制器的輸入端連接；調(diào)節(jié)器與所有控制對(duì)象中的整流橋控制器連接。
上述電流傳感器安裝在整流橋的三相交流輸入側(cè)。
上述電流傳感器的輸出端連接整流橋控制器的模擬量采樣輸入接口。
上述各控制對(duì)象的整流橋控制器之間通過光纖或網(wǎng)線進(jìn)行連接。
上述各控制對(duì)象的整流橋控制器之間通過CAN通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
上述調(diào)節(jié)器與所有控制對(duì)象中的整流橋控制器之間通過光纖或網(wǎng)線進(jìn)行連接。
一種整流橋動(dòng)態(tài)均流控制方法，包括如下步驟：
A、調(diào)節(jié)器將總控制角度發(fā)送給每個(gè)整流橋控制器；
B、整流橋控制器采樣電流傳感器送來的模擬量信號(hào)，計(jì)算出整流橋中每個(gè)可控硅流過的平均電流；
C、各控制對(duì)象中的整流橋控制器獲得所有并列運(yùn)行的整流橋的可控硅平均電流，使得每個(gè)整流橋控制器獲取的信息對(duì)等；
D、整流橋控制器利用每個(gè)橋臂所有并聯(lián)可控硅的平均電流，進(jìn)行數(shù)字均流計(jì)算，得到該橋臂可控硅的控制角偏移量，同時(shí)控制該控制角偏移量的調(diào)節(jié)速度和輸出幅值，將該控制角偏移量疊加到調(diào)節(jié)器發(fā)送來的總控制角度，得到該橋臂可控硅的實(shí)際觸發(fā)角度；
E、整流橋控制器自動(dòng)識(shí)別整流橋退出和橋臂可控硅退出，當(dāng)橋臂并聯(lián)可控硅中有部分退出時(shí)，自動(dòng)對(duì)剩余正常運(yùn)行的并聯(lián)可控硅進(jìn)行均流；
F、每個(gè)整流橋控制器均執(zhí)行上述A～E步驟，從而使并列運(yùn)行可控硅輸出電流趨于一致。
采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)實(shí)現(xiàn)元件級(jí)均流，使橋臂每個(gè)并聯(lián)可控硅發(fā)熱量均衡，更符合均流定義，優(yōu)于整流橋輸出正負(fù)極之間的均流；
(2)均流算法具有魯棒性，可控硅器件在長(zhǎng)期使用后的特性會(huì)有所改變，本方法能克服這種差異帶來的影響，在任何情況下實(shí)現(xiàn)較好的均流效果，均流系數(shù)優(yōu)于0.95。
(3)整流橋控制器之間通過通訊介質(zhì)交換數(shù)據(jù)，每個(gè)裝置獲得的信息對(duì)等，實(shí)現(xiàn)自主均流，無需調(diào)節(jié)器或外部干預(yù)，可靠性大大提高。
(4)整流橋控制器能自動(dòng)識(shí)別整流橋退出和橋臂可控硅退出，當(dāng)橋臂并聯(lián)可控硅中有部分退出時(shí)，能自動(dòng)對(duì)剩余正常運(yùn)行的并聯(lián)可控硅進(jìn)行自動(dòng)均流。
附圖說明
圖1是本發(fā)明控制裝置的整體架構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種整流橋動(dòng)態(tài)均流控制裝置，包括調(diào)節(jié)器1和至少二組控制對(duì)象，下面分別介紹。
每一組控制對(duì)象均包括整流橋控制器2、整流橋3和電流傳感器4，其中，電流傳感器4的輸入端與整流橋3連接，用于采集流經(jīng)整流橋3的電流；所述電流傳感器4的輸出端與整流橋控制器2的模擬量采樣輸入接口連接，將采集的電流模擬量信號(hào)送入整流橋控制器2進(jìn)行計(jì)算。在本實(shí)施例中，將電流傳感器安裝在整流橋的三相交流輸入側(cè)，具體是在整流橋的交流三相進(jìn)線均安裝一個(gè)分流計(jì)，通過高耐壓隔離變送器將主回路大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)送給整流橋控制器的模擬量采樣輸入接口進(jìn)行采樣。
每個(gè)整流橋3均配置一個(gè)整流橋控制器2，所有控制對(duì)象的整流橋控制器之間通過光纖、網(wǎng)線等通訊介質(zhì)進(jìn)行連接，在本實(shí)施例中，可通過CAN通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
調(diào)節(jié)器1與所有控制對(duì)象中的整流橋控制器2連接，調(diào)節(jié)器與整流橋控制器之間通過光纖、網(wǎng)線等通訊介質(zhì)進(jìn)行連接。
基于以上控制裝置，本發(fā)明還提供一種整流橋動(dòng)態(tài)均流控制方法，包括如下步驟：
A、調(diào)節(jié)器與每個(gè)整流橋控制器進(jìn)行光纖通訊，將總控制角度發(fā)送給每個(gè)整流橋控制器，作為整流橋控制器進(jìn)行均流調(diào)節(jié)的基準(zhǔn)角度；
B、整流橋控制器采樣電流傳感器送來的模擬量信號(hào)，利用交流側(cè)電流計(jì)算出整流橋中每個(gè)可控硅流過的平均電流；
C、所有的整流橋控制器通過CAN通訊網(wǎng)絡(luò)連接在一起，每個(gè)整流橋控制器在向其它裝置發(fā)送自身6個(gè)可控硅平均電流的同時(shí)，接收其它所有整流橋控制器的6個(gè)可控硅平均電流，這樣每個(gè)整流橋控制器均能獲得所有并列運(yùn)行的整流橋的6個(gè)可控硅平均電流。每個(gè)整流橋控制器獲取的信息對(duì)等，負(fù)責(zé)自身的均流控制。
D、整流橋控制器獲得每個(gè)橋臂所有并聯(lián)可控硅的平均電流后，進(jìn)行數(shù)字均流計(jì)算，得到每個(gè)橋臂可控硅自身的電流參考值，該參考值與該可控硅實(shí)際電流測(cè)量值的偏差經(jīng)過PI調(diào)節(jié)，計(jì)算出橋臂可控硅的控制角偏移量。將該控制角偏移量疊加到調(diào)節(jié)器發(fā)送來的總控制角度，便得到該橋臂可控硅的實(shí)際觸發(fā)角度。由于均流調(diào)節(jié)屬于附加控制，需要控制其調(diào)節(jié)速度和輸出幅值，避免影響調(diào)節(jié)器主環(huán)控制特性。
E、整流橋控制器能自動(dòng)識(shí)別整流橋退出和橋臂可控硅退出，當(dāng)橋臂并聯(lián)可控硅中有部分退出時(shí)，能自動(dòng)對(duì)剩余正常運(yùn)行的并聯(lián)可控硅進(jìn)行均流，計(jì)算出新的橋臂可控硅電流參考值。整個(gè)均流控制過程由整流橋控制器自主進(jìn)行，無需外部干預(yù)。
F、每個(gè)整流橋控制器均執(zhí)行上述A～E步驟，從而使并列運(yùn)行可控硅輸出電流趨于一致。
以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。