專利名稱：一種24脈波控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子領域，尤其是一種24路脈沖控制電路。
背景技術：
三相電源可控整流一般有6脈波整流、12脈波整流、24脈波整流(圖一)， 脈波數越多，對電網的諧波污染越小。在中小功率整流電源上，由于諧波治理 方便、治理成本低、體積小， 一般6脈波，12脈波的整流控制方式運用較多。 在大功率與超大功率可控整流電源上，如果采用6脈波或12脈波整流，勢必 給電網造成較大的諧波污染，影響電網質量及其它設備的正常運行，且諧波治 理成本高，體積大。因此在大功率可控整流電源上，常采用24脈波整流控制， 有效地降低了對電網的諧波污染，且輸出紋波系數小，輸出電源質量優。其廣 泛應用于城市地鐵，軌道交通的牽引等電氣傳動行業，同時也是許多工業生產 中的關4定設備。
圖1是一個典型的24脈波整流回路，兩組整流變壓器T1和T2，變壓器T1和T2其 副邊分別有2組繞組，兩組變壓器共有4組繞組，4艮據變壓器副邊繞組的不同連 接方式使得4組繞組的輸出電壓間相位互差15。；由晶閘管組成的四組全橋整流 橋路橋l、橋2、橋3、橋4，通過并聯或串聯連接方式將4組橋的輸出聯在一起， 然后通過觸發控制板控制整流橋l、橋2、橋3、橋4中晶閘管的輸出，并使得4組 整流橋的輸出電壓保持一致，由于4組整流橋的輸出并聯或串聯在一起，最終得 到一個12脈波的直流電源。現常用的有兩種控制。 一種控制電路如圖2所示，4 組控制板分別控制4組晶閘管整流橋，各控制板獨立采集各自回路的相位同步信 號，控制本回路的電源輸出，但由于是多塊控制板獨立采集相位同步信號，就必然會出現采樣誤差，造成多組橋路間的相位差不一致。另一種控制電路如圖3 所示，采用2組控制板各控制2組晶閘管整流橋，各控制板獨立采集各組回路的 相位同步信號，控制該組回路的電源輸出，但由于仍是各個控制板獨立采集相 位同步信號，仍會出現采樣誤差，造成各組橋路間的相位差不一致。
無論那種方式，因多組橋路獨立采集相位同步信號而產生的相位釆集誤差 導致各橋路間觸發脈沖相位差不一致，從而引起各組橋路輸出電壓不一致的問 題。當變壓器副邊各組輸出電壓不一致時導致兩組變壓器輸出功率不一致的問 題。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種24脈波控制電路，包括一塊控制板和晶閘管 橋1、橋2、橋3、橋4,控制板采樣同步信號，通過軟件依次相移15°輸出 24組觸發脈沖作為不同橋路間觸發脈沖，分別觸發晶閘管橋l、橋2、橋3、 橋4對24脈波整流控制。
該控制電路的控制板的軟件上采用脈沖相位微調技術，可根據各組變壓 器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對各組整流橋路的觸發脈沖進行微調，使得 各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達到平衡。
本實用新型采用一塊控制板控制多組橋路，采用同一相位同步信號，從 而避免了橋路間觸發脈沖相位差不一致，且進一步通過脈沖相位微調技術，可 根據各組變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對各組整流橋路的觸發脈沖 進行微調，使得各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達到平 衡。同時，采用一塊控制板，降低了故障率，減小了體積，提高了集成度。
本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是24路脈波典型回路。圖2是現有控制電路之一。圖3是現有控制電路之二。
圖4是本實用新型24脈波控制電路。圖5是各橋觸發脈沖。
圖6是控制板框圖。圖7是24脈波控制流程圖。
具體實施方式
本實用新型通過一塊控制板輸出24組觸發脈沖(如圖4所示)，分別觸發 晶間管橋1、橋2、橋3、橋4，達到24脈波整流控制的目的。整個控制板使 用同一個同步采樣，然后通過軟件計依次移相15°得到不同橋路間觸發脈沖， 使得相鄰電壓相位間的觸發脈沖恒定為15° ，各橋觸發脈沖如圖5所示。
控制板框圖如圖6所示，包括
同步檢測同步信號硬件檢測接口。
給定信號模擬給定信號輸入口 ，具備多組給定端口 ，可選擇輸入信號為4 ~ 20mA、 0 ~ 20raA、 0 ~ 5V、 0 ~IOV。
開關信號輸入多組無源開關信號輸入，用作運行啟停、給定切換、故障 復位等功能。
通訊4妻口 RS485通ifU妄口 。
CPU:控制中心，各采集進入CPU進行控制。
觸發模塊晶閘管觸發信號輸出接口。
模擬輸出多組模擬輸出端口，可模擬輸出電壓、電流、功率等。輸出信
號為4 ~ 20mA或0 ~ 20mA。
報警繼電器輸出多組繼電器輸出，用作報警指示。 顯示顯示模塊，可選擇LED數碼顯示或LCD中文顯示。 由于不同變壓器在制作上其變比參數不能夠達到完全一致，導致整流變壓
器各組副邊輸出電壓值大小不一致(即各組整流變壓器的副邊輸出電壓值不相等)，經過24脈波整流控制后的輸出電壓將不平衡，最終導致各組變壓器的輸 出功率不平衡，在系統沒有更多功率裕量的情況下(即各組整流變壓器的總功 率工作在系統額定功率值時)，將造成其中一組整流變壓器超負荷工作，而另 一組整流變壓器卻未達到額定功率，從而造成超負荷工作的整流變壓器組對應 的整流橋路因過流而損壞，變壓器組發熱嚴重，甚至燒毀變壓器，造成較大的 損失。
針對這種情況，在控制板的軟件上釆用脈沖相位微調技術，可根據各組 變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對各組整流橋路的觸發脈沖進行微調， 使得各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達到平衡。例如當 整流變壓器T1和T2其副邊電壓值大小不一致時，如果不進行脈沖微調，控制 板仍然按照4組橋路電壓相位互差15°進行觸發，則橋1、橋2、橋3、橋4 的晶閘管的導通角一致，由于變壓器副邊輸出電壓值大小不一致，則橋l、橋 2、橋3、橋4的輸出電壓值大小肯定不一致，導致兩組整流變壓器輸出功率不 一致；通過鍵盤設置脈沖微調參數來作脈沖微調，可適當調節觸發脈沖相位， 即改變互差15。的觸發脈沖相位，將輸出功率大的橋路觸發脈沖相位后移，將 輸出功率小的橋路觸發脈沖前移，最終達到4組晶閘管橋路輸出功率一致。
24脈波控制流程如圖7所示，包括以下步驟
第一步,獲取同步信號
通過采集同步信號，檢測電網頻率，提供觸發信號參考，同時檢測主回 路是否滿足24脈波觸發控制。
第二步，判斷同步信號是否滿足24脈波控制
當檢測同步信號滿足24脈波觸發時，控制板進入觸發準備狀態，否則報
警停機第三步，電壓電流信號檢測
通過電壓、電流傳感器檢測輸出電壓、電流大小，供閉環回路控制，同 時可設置最大電壓、電流限制。 第四步，控制邏輯
可設置恒電壓、恒電流、恒功率等多種控制方式。控制采用雙閉環結構， 外環為控制環，內環為限制環，當系統進入設定的限制值時，限制環路起作用。 第五步，觸發分配
應用脈沖相位微調技術可根據兩組變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情
況對橋l、橋2、橋3、橋4的觸發脈沖進行微調，使各組輸出電壓平穩并保障
各組整流變壓器輸出功率達到平衡。
第六步，判斷各組脈沖分配處于正確狀態
若各組脈沖分配正確，則輸出脈沖；若各組脈沖分配不正確，則報警。
第七步，故障保護與報警處理
控制板具備多種報警與保護功能，可分別設置各報警狀態是否停機。
第八步，模擬信號輸出
控制板具備才莫擬輸出功能，可將電壓、電流、功率等信號^t擬輸出，
模擬輸出信號為4 ~ 20mA或0 ~ 20mA。
控制板具備多種報警與保護功能，可分別設置W艮警狀態是否停機。
本實用新型采用一塊控制板控制多組橋路，采用同一相位同步信號，從 而避免了橋路間觸發脈沖相位差不一致，且進一步通過脈沖相位微調技術，可 根據各組變壓器輸出電壓的相位與電壓幅值情況對各組整流橋路的觸發脈沖 進行微調，使得各橋路輸出電壓相等，保障各組整流變壓器的輸出功率達到平 衡。
同時，采用一塊控制板，降低了故障率，減小了體積，提高了集成度。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互 相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除 非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非 特別敘述，每個特征只是一 系列等效或類似特征中的 一個例子而已。
本實用新型并不局限于前述的具體實施方式
。本實用新型擴展到任何在本 說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步 驟或任何新的組合。
權利要求1、一種24脈波控制電路，包括一塊控制板和晶閘管橋1、橋2、橋3、橋4，控制板采樣同步信號，其特征在于所述控制板包括同步檢測模塊，同步信號硬件檢測接口；給定信號模塊，模擬給定信號輸入口，具備多組給定端口，可選擇輸入信號為4～20mA、0～20mA、0～5V、0～10V；開關信號輸入模塊，多組無源開關信號輸入，用作運行啟停、給定切換、故障復位功能；通訊接口模塊；CPU控制中心；觸發模塊，晶閘管觸發信號輸出接口；模擬輸出，多組模擬輸出端口，可模擬輸出電壓、電流、功率，輸出信號為4～20mA或0～20mA；報警繼電器輸出模塊，多組繼電器輸出，用作報警指示；顯示模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種24脈波控制電路，包括一塊控制板和晶閘管橋1、橋2、橋3、橋4，控制板采樣同步信號，通過軟件依次相移15°輸出24組觸發脈沖作為不同橋路間觸發脈沖，分別觸發晶閘管橋1、橋2、橋3、橋4對24脈波整流控制。本實用新型采用一塊控制板控制多組橋路，降低了故障率，減小了體積，提高了集成度。
文檔編號H02M7/162GK201323533SQ20082014091
公開日2009年10月7日 申請日期2008年10月23日 優先權日2008年10月23日
發明者陳毅松 申請人:四川英杰電氣有限公司