一種用于晶閘管的調(diào)壓裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種用于晶閘管的調(diào)壓裝置，涉及電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域，能夠進(jìn)行快速編程，且提高了觸發(fā)的穩(wěn)定、移相的準(zhǔn)確度和提高了實(shí)驗(yàn)效率。本實(shí)用新型包括：實(shí)時控制單元分別連接同步信號采樣單元、數(shù)據(jù)采集單元和晶閘管觸發(fā)單元，晶閘管模塊分別連接數(shù)據(jù)采集單元和晶閘管觸發(fā)單元；晶閘管模塊由單相晶閘管調(diào)壓電路和三相晶閘管調(diào)壓電路并聯(lián)組成；晶閘管觸發(fā)單元由指定數(shù)量的觸發(fā)放大電路并聯(lián)組成；數(shù)據(jù)采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯(lián)組成，用于采集晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)；同步信號采樣單元由多路電壓采集模塊組成，用于與數(shù)據(jù)采集單元同步采集單相交流信號和三相交流信號。本實(shí)用新型適用于晶閘管的數(shù)字化控制。
【專利說明】
一種用于晶閘管的調(diào)壓裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于晶閘管的調(diào)壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]晶閘管整流是目前的電力電子控制中必不可少的組件之一，也是在電子信息類專業(yè)教學(xué)中，學(xué)生所必須了解并學(xué)習(xí)使用的電子組件。
[0003]目前市場上用于電力電子實(shí)驗(yàn)平臺中的晶閘管的整流部分還是采用傳統(tǒng)設(shè)計，其中晶閘管的觸發(fā)方式多采用專用的芯片或單片機(jī)。并且傳統(tǒng)的觸發(fā)電路十分復(fù)雜，出廠后不可編程也無法進(jìn)行閉環(huán)控制，學(xué)生難以在此基礎(chǔ)上拓展或自主開發(fā)進(jìn)一步的晶閘管使用方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種用于晶閘管的調(diào)壓裝置，能夠進(jìn)行快速編程，且提高了觸發(fā)的穩(wěn)定和移相的準(zhǔn)確度，還方便了操作者實(shí)時獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)，提高了實(shí)驗(yàn)效率。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]第一方面，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，包括:實(shí)時控制單元、同步信號采樣單元、數(shù)據(jù)采集單元、晶閘管觸發(fā)單元和晶閘管模塊;其中，所述實(shí)時控制單元分別連接所述同步信號采樣單元、所述數(shù)據(jù)采集單元和所述晶閘管觸發(fā)單元，所述晶閘管模塊分別連接所述數(shù)據(jù)采集單元和所述晶閘管觸發(fā)單元;所述晶閘管模塊由單相晶閘管調(diào)壓電路和三相晶閘管調(diào)壓電路并聯(lián)組成;所述晶閘管觸發(fā)單元由指定數(shù)量的觸發(fā)放大電路并聯(lián)組成;所述數(shù)據(jù)采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯(lián)組成，用于采集所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)并傳輸至所述實(shí)時控制單元，所述負(fù)載數(shù)據(jù)包括所述晶閘管模塊的工作電壓和工作電流;所述同步信號采樣單元由多路電壓采集模塊組成，用于與所述數(shù)據(jù)采集單元同步采集單相交流信號和三相交流信號；
[0007]所述三相晶閘管調(diào)壓電路包括三相調(diào)壓主電路，由6個反并聯(lián)的晶閘管組成，SPVTl和VT4反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，VT3和VT6反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，VT5和VT2反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，LI，L2，L3接入三相電。
[0008]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，能夠通過實(shí)時控制單元進(jìn)行快速編程，且觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)相對于專用晶閘管觸發(fā)芯片的已大幅簡化，提高了觸發(fā)的穩(wěn)定和移相的準(zhǔn)確度。并且同時支持進(jìn)行開環(huán)/閉環(huán)控制。進(jìn)一步的，通過在實(shí)時控制單元中實(shí)時顯示負(fù)載數(shù)據(jù)，便于操作者實(shí)時獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)，提高了實(shí)驗(yàn)效率。
【附圖說明】

[0009]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0010]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的觸發(fā)放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三相調(diào)壓主電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制流程框圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。下文中將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對本實(shí)用新型的限制。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本實(shí)用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“親接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，如圖1所示，包括:實(shí)時控制單元、同步信號采樣單元、數(shù)據(jù)采集單元、晶閘管觸發(fā)單元和晶閘管模塊；
[0017]所述實(shí)時控制單元分別連接所述同步信號采樣單元、所述數(shù)據(jù)采集單元和所述晶閘管觸發(fā)單元，所述晶閘管模塊分別連接所述數(shù)據(jù)采集單元和所述晶閘管觸發(fā)單元；
[0018]所述晶閘管模塊由單相晶閘管調(diào)壓電路和三相晶閘管調(diào)壓電路并聯(lián)組成；
[0019]所述晶閘管觸發(fā)單元由指定數(shù)量的觸發(fā)放大電路并聯(lián)組成；
[0020]所述數(shù)據(jù)采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯(lián)組成，用于采集所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)并傳輸至所述實(shí)時控制單元，所述負(fù)載數(shù)據(jù)包括所述晶閘管模塊的工作電壓和工作電流；
[0021]所述同步信號采樣單元由多路電壓采集模塊組成，用于與所述數(shù)據(jù)采集單元同步采集單相交流信號和三相交流信號。
[0022]具體的，同步信號采集單元采集到的交流信號傳輸至實(shí)時控制單元，在Matlab/Simul ink或Labview中進(jìn)行軟件過零檢測，配合所需要的移相角度發(fā)出最終的移相觸發(fā)控制信號。數(shù)據(jù)采集單元采集到的各類數(shù)據(jù)反饋到實(shí)時控制單元，并以圖形、數(shù)據(jù)等形式顯示同時可通過改變移相角度形成閉環(huán)控制。所有的控制算法在Mat lab/Simul ink或Labview中實(shí)現(xiàn)，快速、高效，是真正數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0023]其中，所述實(shí)時控制單元包括運(yùn)行了Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境的PC機(jī)設(shè)備和與所述PC機(jī)設(shè)備相連的Quanser或NI平臺設(shè)備，所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境中包括顯示單元、單相過零檢測及觸發(fā)控制單元和三相過零檢測及觸發(fā)控制單元，所述Quanser或NI平臺中包括數(shù)據(jù)采集卡和實(shí)時控制軟件包括;或者，所述實(shí)時控制單元包括運(yùn)行了所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境和所述Quanser或NI平臺的PC機(jī)設(shè)備。
[0024]具體的，如圖4所示，為實(shí)時控制平臺Matlab/Simulink或Labview軟件環(huán)境下編寫的控制程序框圖，其中大致的控制流程包括:a0，al，a2模擬信號采集通道傳送同步信號采集單元采集到的1]，￥，胃三相相電壓至過零檢測及移相控制處理模塊中的40 4142，移相角給定值C鏈接過零檢測及移相控制處理模塊中的Phase_Angle，VTl-VT6為經(jīng)過移相處理的控制信號連接到數(shù)字信號輸出模塊的dl-d6;dl-d6輸出分別接晶閘管觸發(fā)單元6路觸發(fā)放大電路的控制信號端。
[0025]在本實(shí)施例的優(yōu)選方案中，所述晶閘管觸發(fā)單元具體由6路觸發(fā)放大電路并聯(lián)組成，其中，每一路觸發(fā)放大電路由功率三極管、脈沖變壓器、二極管和電阻組成，觸發(fā)放大電路用于對所述實(shí)時控制單元發(fā)出的移相觸發(fā)控制信號進(jìn)行放大，并將放大后的移相觸發(fā)控制信號向所述晶閘管模塊發(fā)送。
[0026]其中，如圖2所示的，所述實(shí)時控制單元發(fā)出所述移相觸發(fā)控制信號后，由觸發(fā)放大電路的Rl左端接收，經(jīng)由功率三極管Ql后接入脈沖變壓器Tl，在脈沖變壓器Tl進(jìn)行放大并得到放大后的移相觸發(fā)控制信號G、K，所述觸發(fā)放大電路通過5V直流電供電。
[0027]本實(shí)施例中，所述三相晶閘管調(diào)壓電路包括如圖3所示的三相調(diào)壓主電路，由6個反并聯(lián)的晶兩管組成，即VTl和VT4反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，VT3和VT6反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，VT5和VT2反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，L1，L2，L3接入三相電，分別對6個晶閘管的移相控制角進(jìn)行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種數(shù)字化晶閘管調(diào)壓方法，用于上述如圖1所示的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置。所述方法適用于開環(huán)控制，包括:
[0029]Al、通過所述同步信號采集單元采集主電路供電用的交流信號，并將所述交流信號傳送至實(shí)時控制單元。
[0030]A2、通過所述實(shí)時控制單元對所采集的交流信號進(jìn)行過零檢測，并獲取正負(fù)過零信號，同時根據(jù)接受到的輸入信息獲取具體移相角度。
[0031]A3、通過所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)并傳至所述實(shí)時控制單元，并由所述實(shí)時控制單元實(shí)時顯示所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)。
[0032]A4、通過所述實(shí)時控制單元根據(jù)所述正負(fù)過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發(fā)控制信號，并將所述移相觸發(fā)控制信號向所述晶閘管觸發(fā)單元發(fā)送。
[0033]A5、通過所述晶閘管觸發(fā)單元放大所述移相觸發(fā)控制信號，并將放大后的所述移相觸發(fā)控制信號向所述晶閘管模塊發(fā)送，由所述晶閘管模塊接受到所述移相觸發(fā)控制信號后觸發(fā)晶閘管。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例提供還一種數(shù)字化晶閘管調(diào)壓方法，用于上述如圖1所示的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置。所述方法適用于閉環(huán)控制，包括:
[0035]B1、通過所述同步信號采集單元采集主電路供電用的交流信號，并將所述交流信號傳送至實(shí)時控制單元。
[0036]B2、通過所述實(shí)時控制單元對所采集的交流信號進(jìn)行過零檢測，并獲取正負(fù)過零信號。
[0037]B3、通過所述實(shí)時控制單元根據(jù)所述負(fù)載數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的控制策略，計算得到移相觸發(fā)控制信號。
[0038]B4、通過所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)并傳至所述實(shí)時控制單元，并由所述實(shí)時控制單元實(shí)時顯示所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)。
[0039]B5、通過所述實(shí)時控制單元根據(jù)所述正負(fù)過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發(fā)控制信號，并將所述移相觸發(fā)控制信號向所述晶閘管觸發(fā)單元發(fā)送。
[0040]B6、通過所述晶閘管觸發(fā)單元放大所述移相觸發(fā)控制信號，并將放大后的所述移相觸發(fā)控制信號向所述晶閘管模塊發(fā)送，由所述晶閘管模塊接受到所述移相觸發(fā)控制信號后觸發(fā)晶閘管。
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的調(diào)壓方法，能夠通過實(shí)時控制單元進(jìn)行快速編程，且觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)相對于專用晶閘管觸發(fā)芯片的已大幅簡化，相對于移相角為30度時三相調(diào)壓電阻負(fù)載理論波形，參照如圖5所示的移相角為30度時三相調(diào)壓電阻負(fù)載實(shí)時采集波形可以見得，本實(shí)施例提高了觸發(fā)的穩(wěn)定和移相的準(zhǔn)確度。并且同時支持進(jìn)行開環(huán)/閉環(huán)控制。進(jìn)一步的，通過在實(shí)時控制單元中實(shí)時顯示負(fù)載數(shù)據(jù)，便于操作者實(shí)時獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)，提高了實(shí)驗(yàn)效率。
[0042]本說明書中的各個實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于設(shè)備實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，其特征在于，包括:實(shí)時控制單元、同步信號采樣單元、數(shù)據(jù)采集單元、晶閘管觸發(fā)單元和晶閘管模塊； 所述實(shí)時控制單元分別連接所述同步信號采樣單元、所述數(shù)據(jù)采集單元和所述晶閘管觸發(fā)單元，所述晶閘管模塊分別連接所述數(shù)據(jù)采集單元和所述晶閘管觸發(fā)單元； 所述晶閘管模塊由單相晶閘管調(diào)壓電路和三相晶閘管調(diào)壓電路并聯(lián)組成； 所述晶閘管觸發(fā)單元由指定數(shù)量的觸發(fā)放大電路并聯(lián)組成； 所述數(shù)據(jù)采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯(lián)組成，用于采集所述晶閘管模塊的負(fù)載數(shù)據(jù)并傳輸至所述實(shí)時控制單元，所述負(fù)載數(shù)據(jù)包括所述晶閘管模塊的工作電壓和工作電流； 所述同步信號采樣單元由多路電壓采集模塊組成，用于與所述數(shù)據(jù)采集單元同步采集單相交流信號和三相交流信號； 所述三相晶閘管調(diào)壓電路包括三相調(diào)壓主電路，由6個反并聯(lián)的晶閘管組成，S卩VTl和VT4反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，VT3和VT6反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，VT5和VT2反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，L1，L2，L3接入三相電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，其特征在于，所述實(shí)時控制單元包括運(yùn)行了Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境的PC機(jī)設(shè)備和與所述PC機(jī)設(shè)備相連的Quanser或NI平臺設(shè)備，所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境中包括顯示單元、單相過零檢測及觸發(fā)控制單元和三相過零檢測及觸發(fā)控制單元，所述Quanser或NI平臺中包括數(shù)據(jù)采集卡和實(shí)時控制軟件包括； 或者，所述實(shí)時控制單元包括運(yùn)行了所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環(huán)境和所述Quanser或NI平臺的PC機(jī)設(shè)備。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，其特征在于，所述晶閘管觸發(fā)單元具體由6路觸發(fā)放大電路并聯(lián)組成，其中，每一路觸發(fā)放大電路由功率三極管、脈沖變壓器、二極管和電阻組成，觸發(fā)放大電路用于對所述實(shí)時控制單元發(fā)出的移相觸發(fā)控制信號進(jìn)行放大，并將放大后的移相觸發(fā)控制信號向所述晶閘管模塊發(fā)送。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字化晶閘管調(diào)壓裝置，其特征在于，所述實(shí)時控制單元發(fā)出所述移相觸發(fā)控制信號后，由觸發(fā)放大電路的Rl左端接收，經(jīng)由功率三極管Ql后接入脈沖變壓器Tl，在脈沖變壓器Tl進(jìn)行放大并得到放大后的移相觸發(fā)控制信號G、K，所述觸發(fā)放大電路通過5V直流電供電。
【文檔編號】H02M5/293GK205693570SQ201620644241
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月24日 公開號201620644241.4, CN 201620644241, CN 205693570 U, CN 205693570U, CN-U-205693570, CN201620644241, CN201620644241.4, CN205693570 U, CN205693570U
【發(fā)明人】黃家才, 張玎橙, 李海彬, 劉宇
【申請人】南京工程學(xué)院