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      一種波形系數(shù)校正裝置及方法與流程

      文檔序號:12067457閱讀:387來源:國知局
      一種波形系數(shù)校正裝置及方法與流程

      本發(fā)明涉及一種波形系數(shù)校正裝置及方法,屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域。



      背景技術(shù):

      在中小微容量發(fā)電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,當(dāng)負(fù)載容量較高且含有大量諧波時,發(fā)電機(jī)母線電壓電流中的諧波含量也會大幅增加,波形系數(shù)等指標(biāo)參數(shù)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,使得發(fā)電機(jī)系統(tǒng)無法連接多個負(fù)載共同工作,甚至造成系統(tǒng)崩潰。其成因主要是當(dāng)諧波電流顯著增加時,發(fā)電機(jī)出口波形會發(fā)生嚴(yán)重畸變,無法滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的波形系數(shù)小于3%的要求;目前,國內(nèi)外已經(jīng)開始這方面的研究,主要是通過容性電流補(bǔ)償和諧波治理這兩個角度進(jìn)行,諧波治理目前以無源濾波和固定容量為主。不過由于負(fù)載的多樣性,使得治理效果不理想。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是提供一種波形系數(shù)校正裝置及方法,能夠優(yōu)化濾波容量,寬范圍(0-50次諧波范圍內(nèi))調(diào)整波形系數(shù),適應(yīng)不同的負(fù)載要求,校正波形系數(shù),解決背景技術(shù)存在的上述問題。

      本發(fā)明的技術(shù)方案是:

      一種波形系數(shù)校正裝置,包含主控制器、電壓電流采樣裝置一、電壓電流采樣裝置二、發(fā)電機(jī)、容量計算模塊、電壓電流采樣裝置三、負(fù)載、驅(qū)動模塊、濾波裝置、調(diào)節(jié)容量模塊和波形調(diào)整模塊,所述主控制器通過電壓電流采樣裝置一與發(fā)電機(jī)互相連接,通過電壓電流采樣裝置二與濾波裝置互相連接,通過電壓電流采樣裝置三與負(fù)載互相連接,通過容量計算模塊與驅(qū)動模塊互相連接;驅(qū)動模塊還分別與發(fā)電機(jī)、負(fù)載和濾波裝置連接,負(fù)載依次通過調(diào)節(jié)容量模塊和波形調(diào)整模塊與濾波裝置連接。

      所述濾波裝置,包含可變電感一、可變電感二、電容器一、電容器二和功率器件,可變電感一與電容器一串聯(lián),電容器二和功率器件并聯(lián)后串接可變電感二。

      所述主控制器為DSP28335芯片。

      一種波形系數(shù)校正方法,包含如下步驟:

      采用一種波形系數(shù)校正裝置進(jìn)行,該裝置包含主控制器、電壓電流采樣裝置一、電壓電流采樣裝置二、發(fā)電機(jī)、容量計算模塊、電壓電流采樣裝置三、負(fù)載、驅(qū)動模塊、濾波裝置、調(diào)節(jié)容量模塊和波形調(diào)整模塊,所述主控制器通過電壓電流采樣裝置一與發(fā)電機(jī)互相連接,通過電壓電流采樣裝置二與濾波裝置互相連接,通過電壓電流采樣裝置三與負(fù)載互相連接,通過容量計算模塊與驅(qū)動模塊互相連接;驅(qū)動模塊還分別與發(fā)電機(jī)、負(fù)載和濾波裝置連接,負(fù)載依次通過調(diào)節(jié)容量模塊和波形調(diào)整模塊與濾波裝置連接;

      整個系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,主控制器采集發(fā)電機(jī)母線、濾波裝置、負(fù)載的電壓電流,通過比較系統(tǒng)母線實際波形系數(shù)與參考值,得到控制誤差,計算此時發(fā)電機(jī)母線中的諧波含量和所需補(bǔ)償容量,再經(jīng)過計算取得實時控制信號,實時控制信號經(jīng)過驅(qū)動模塊放大,通過調(diào)節(jié)容量模塊進(jìn)行容量優(yōu)化,通過波形調(diào)整模塊在0-50次諧波范圍內(nèi)調(diào)整,通過濾波裝置控制自身的功率器件的移相角,實現(xiàn)校正母線波形系數(shù)。

      采用DSP28335芯片作為主控制器,通過電壓電流采樣裝置一采集發(fā)電機(jī)的電壓電流,通過電壓電流采樣裝置二采集濾波裝置的電壓電流,通過電壓電流采樣裝置三采集負(fù)載的電壓電流,通過容量計算模塊計算濾波容量,通過驅(qū)動模塊控制濾波裝置,通過調(diào)節(jié)容量模塊優(yōu)化,適應(yīng)不同容量和電壓等級的負(fù)載,通過波形調(diào)整模塊在0-50次諧波范圍內(nèi)校正波形系數(shù),使波形系數(shù)滿足要求;系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,通過采樣發(fā)電機(jī)母線電壓、電流,計算出實時的波形系數(shù),與波形系數(shù)參考值比較得到誤差信號,經(jīng)DSP28335計算出主控制器所需控制信號,通過濾波裝置校正系統(tǒng)的波形系數(shù)。

      本發(fā)明的積極效果:充分發(fā)揮了單片機(jī)速度快,穩(wěn)定性高的特性,結(jié)合調(diào)節(jié)容量模塊和波形調(diào)整模塊,可以校正系統(tǒng)波形系數(shù),使整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行,適應(yīng)性強(qiáng)。

      附圖說明

      圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本發(fā)明流程圖;

      圖3為本發(fā)明實施例濾波裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖中:主控制器1、電壓電流采樣裝置一2、電壓電流采樣裝置二3、發(fā)電機(jī)4、容量計算模塊5、電壓電流采樣裝置三6、負(fù)載7、驅(qū)動模塊8、濾波裝置9、調(diào)節(jié)容量模塊10、波形調(diào)整模塊11、可變電感一L1、可變電感二L2、電容器一C1、電容器二C2、功率器件K1。

      具體實施方式

      下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:

      一種波形系數(shù)校正裝置,包含主控制器1、電壓電流采樣裝置一2、電壓電流采樣裝置二3、發(fā)電機(jī)4、容量計算模塊5、電壓電流采樣裝置三6、負(fù)載7、驅(qū)動模塊8、濾波裝置9、調(diào)節(jié)容量模塊10和波形調(diào)整模塊11,所述主控制器1通過電壓電流采樣裝置一2與發(fā)電機(jī)4互相連接,通過電壓電流采樣裝置二3與濾波裝置9互相連接,通過電壓電流采樣裝置三6與負(fù)載7互相連接,通過容量計算模塊5與驅(qū)動模塊8互相連接;驅(qū)動模塊還分別與發(fā)電機(jī)4、負(fù)載7和濾波裝置9連接,負(fù)載7依次通過調(diào)節(jié)容量模塊10和波形調(diào)整模塊11與濾波裝置9連接。

      所述濾波裝置9,包含可變電感一L1、可變電感二L2、電容器一C1、電容器二C2和功率器件K1,可變電感一L1與電容器一C1串聯(lián),電容器二C2和功率器件K1并聯(lián)后串接可變電感二L2。

      所述主控制器1的主要元件為DSP28335芯片。

      一種波形系數(shù)校正方法,包含如下步驟:

      采用一種波形系數(shù)校正裝置進(jìn)行,該裝置包含主控制器1、電壓電流采樣裝置一2、電壓電流采樣裝置二3、發(fā)電機(jī)4、容量計算模塊5、電壓電流采樣裝置三6、負(fù)載7、驅(qū)動模塊8、濾波裝置9、調(diào)節(jié)容量模塊10和波形調(diào)整模塊11,所述主控制器1通過電壓電流采樣裝置一2與發(fā)電機(jī)4互相連接,通過電壓電流采樣裝置二3與濾波裝置9互相連接,通過電壓電流采樣裝置三6與負(fù)載7互相連接,通過容量計算模塊5與驅(qū)動模塊8互相連接;驅(qū)動模塊還分別與發(fā)電機(jī)4、負(fù)載7和濾波裝置9連接,負(fù)載7依次通過調(diào)節(jié)容量模塊10和波形調(diào)整模塊11與濾波裝置9連接;

      整個系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,主控制器1采集發(fā)電機(jī)4母線、濾波裝置9、負(fù)載7的電壓電流,通過比較系統(tǒng)母線實際波形系數(shù)與參考值,得到控制誤差,計算此時發(fā)電機(jī)母線中的諧波含量和所需補(bǔ)償容量,再經(jīng)過計算取得實時控制信號,實時控制信號經(jīng)過驅(qū)動模塊8放大,通過調(diào)節(jié)容量模塊10進(jìn)行容量優(yōu)化,通過波形調(diào)整模塊11在0-50次諧波范圍內(nèi)調(diào)整,通過濾波裝置9控制自身的功率器件的移相角,實現(xiàn)校正母線波形系數(shù)。

      采用DSP28335芯片作為主控制器1,通過電壓電流采樣裝置一2采集發(fā)電機(jī)4的電壓電流,通過電壓電流采樣裝置二3采集濾波裝置9的電壓電流,通過電壓電流采樣裝置三6采集負(fù)載7的電壓電流,通過容量計算模塊5計算濾波容量,通過驅(qū)動模塊8控制濾波裝置9,通過調(diào)節(jié)容量模塊10優(yōu)化,適應(yīng)不同容量和電壓等級的負(fù)載,通過波形調(diào)整模塊11在0-50次諧波范圍內(nèi)校正波形系數(shù),使波形系數(shù)滿足要求;系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,通過采樣發(fā)電機(jī)母線電壓、電流,計算出實時的波形系數(shù),與波形系數(shù)參考值比較得到誤差信號,經(jīng)DSP28335計算出主控制器所需控制信號,通過濾波裝置9校正系統(tǒng)的波形系數(shù)。

      參照附圖3,L1和L2分別為可變電感一和可變電感二,C1和C2為分別電容器一和電容器二,K1為功率器件,DSP28335通過計算后得到的控制信號,經(jīng)過驅(qū)動放大,通過調(diào)整功率器件K1的移相角和可變電感二L2優(yōu)化容量,結(jié)合可變電感一L1、電容器一C1實現(xiàn)寬范圍波形系數(shù)校正,可在控制過程中實時不間斷調(diào)節(jié),達(dá)到校正波形系數(shù)的目的。

      參照附圖 2,

      本發(fā)明具體步驟如下:

      1、自動運行初始化;

      2、判斷上電自檢是否完成,如果未完成,故障報警后自動運行初始化;

      3、完成自檢后啟動,判斷是否有故障報警;如果有故障報警,進(jìn)行故障處理后自動運行初始化;

      4、采集發(fā)電機(jī)母線、濾波裝置、容量計算模塊、負(fù)載的電壓電流信號;比較實際波形系數(shù)與參考值,得到信號誤差,計算此時需要調(diào)整的容量,取得實時控制信號;

      5、判斷容量計算是否完成;如果沒有,改變PI調(diào)節(jié)參數(shù)后,自動運行初始化;

      6、通過波形系數(shù)調(diào)整策略控制濾波裝置中的移相角,吸收發(fā)電機(jī)母線上的諧波,調(diào)整系統(tǒng)波形系數(shù);

      8、判斷波形是否符合要求;如果不符合,自動運行初始化;

      9、結(jié)束。

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