一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，其技術(shù)特點是：由控制單元和功率回路單元連接構(gòu)成；控制單元包括依次相連接的ARM模塊、CPLD模塊和脈沖生成電路，該ARM模塊接收上位機的控制命令并進行解析后發(fā)送給CPLD模塊；該CPLD模塊通過光電隔離電路與過零信號、開關(guān)量輸入信號和開關(guān)量輸出信號相連接，CPLD模塊產(chǎn)生兩個觸發(fā)脈沖信號并輸出至脈沖生成電路；功率回路由兩個反并聯(lián)的晶閘管連接構(gòu)成并與脈沖生成電路相連接。本實用新型將微處理器技術(shù)和晶閘管控制技術(shù)結(jié)合在一起，根據(jù)采集的過零信號，通過控制晶閘管的觸發(fā)脈沖相位來實現(xiàn)暫降、諧波等試驗電壓電流波形的輸出，實現(xiàn)0～180°之間任意角度控制功能，控制精度誤差小于±1°。
【專利說明】一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于選相控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在低壓電器設(shè)備的檢測領(lǐng)域，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新，對開關(guān)電器的試驗不僅需要控制試驗電壓和電流，而且需要控制合閘相位角、正負(fù)單雙向和導(dǎo)通周波數(shù)，傳統(tǒng)的機械式開關(guān)設(shè)備無法達到這些要求。另外，傳統(tǒng)的機械式開關(guān)難以實現(xiàn)快速響應(yīng)和接通相位角的準(zhǔn)確控制，不適合用作實現(xiàn)暫降和諧波等任意電壓電流波形輸出的試驗設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、響應(yīng)速度快且精度高的控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置。
[0004]本實用新型解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，由控制單元和功率回路單元連接構(gòu)成；所述的控制單元包括依次相連接的ARM模塊、CPLD模塊和脈沖生成電路，該ARM模塊接收上位機的控制命令并進行解析后發(fā)送給CPLD模塊；該CPLD模塊通過光電隔離電路與過零信號、開關(guān)量輸入信號和開關(guān)量輸出信號相連接，CPLD模塊產(chǎn)生兩個觸發(fā)脈沖信號并輸出至脈沖生成電路；所述的功率回路由兩個反并聯(lián)的晶閘管連接構(gòu)成并與脈沖生成電路相連接。
[0006]而且，所述的脈沖生成電路包括兩個三極管、兩個脈沖變壓器、兩個電容、兩個二極管，CPLD模塊輸出的兩個脈沖信號分別連接至兩個三極管的基極上，兩個三極管的發(fā)射極接地，兩個三極管的集電極分別接至兩個脈沖變壓器的初級線圈上，脈沖變壓器的次級線圈通過電容和二極管接至功率回路上。
[0007]而且，所述的ARM模塊通過RS485接口并采用MODBUS通訊協(xié)議與上位機進行通訊。
[0008]而且，所述的控制單元外接24V供電電源供電。
[0009]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0010]1、本實用新型將微處理器技術(shù)和晶閘管控制技術(shù)結(jié)合在一起，根據(jù)采集的過零信號，通過控制晶閘管的觸發(fā)脈沖相位來實現(xiàn)暫降、諧波等試驗電壓電流波形的輸出，實現(xiàn)O?180°之間任意角度控制功能(控制精度誤差小于±1° )，可以滿足檢測設(shè)備所需的精確和容量的要求，實現(xiàn)國標(biāo)GB14048.2-2008試驗設(shè)備中相位控制系統(tǒng)的全數(shù)字控制功會K。
[0011]2、本實用新型可根據(jù)需要實時控制合閘相位角、正負(fù)單雙向和導(dǎo)通周波數(shù)，實現(xiàn)開關(guān)快速響應(yīng)和導(dǎo)通相位角的準(zhǔn)確控制，適合用作實現(xiàn)暫降和諧波等任意電壓電流波形輸出的試驗設(shè)備。
[0012]3、本實用新型可以接收上位機的控制命令，實現(xiàn)導(dǎo)通、關(guān)斷周期個數(shù)可控功能，最小控制周期為10ms，控制靈活，滿足各種實驗要求。
[0013]4、本實用新型在ARM及CPLD的控制下，晶閘管觸發(fā)脈沖寬度達到5ms，實現(xiàn)不同負(fù)載下，可控硅的有效導(dǎo)通。
[0014]5、本實用新型采用MODBUS通訊協(xié)議與上位機進行通訊，操作簡單，方便上位機控制。
[0015]6、本實用新型為獨立結(jié)構(gòu)，便于設(shè)備的維護、檢修及備件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的電路方框圖。

【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述。
[0018]一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，如圖1所示，由控制單元(-Al)和功率回路單元(-VT)連接構(gòu)成。所述的控制單元包括ARM模塊、CPLD模塊和脈沖生成電路，該控制單元外接24V供電電源供電，該ARM模塊、CPLD模塊和脈沖生成電路依次相連接，該ARM模塊通過RS485接口并采用MODBUS通訊協(xié)議接收上位機的控制命令，然后ARM模塊將控制指令進行解析后發(fā)送給CPLD模塊；該CPLD模塊根據(jù)接收到的控制指令來產(chǎn)生兩個觸發(fā)脈沖信號(PulSel、PulSe2)并輸出至脈沖生成電路，該CPLD模塊通過光電隔離電路與過零信號相連接，該CPLD模塊通過光電隔離電路連接開關(guān)量輸入信號和開關(guān)量輸出信號；所述的脈沖生成電路包括三極管Q1、Q2、脈沖變壓器B1、B2、電容C1、C2、二極管D1、D2，CPLD模塊的輸出信號Pulsel、Pulse2分別連接至三極管Q1、Q2的基極上，三極管Q1、Q2的發(fā)射極接地，三極管Ql、Q2的集電極分別接至脈沖變壓器B1、B2的初級線圈上，脈沖變壓器B1、B2的次級線圈通過電容和二極管接至功率回路上。所述的功率回路由兩個反并聯(lián)的晶閘管(VT1.1，VTl.2)組成。
[0019]在控制單元中，開關(guān)量輸入由光耦作為開關(guān)量的輸入隔離緩沖，判斷外部的合閘、工作模式選擇等開關(guān)量信號。開關(guān)量輸出可根據(jù)當(dāng)前運行狀態(tài)的正常與否輸出運行、故障等狀態(tài)信號。上述開關(guān)量輸入輸出信號包括外部各種邏輯信號和合閘、分閘信號，能夠減少傳輸延遲，提高抗干擾能力。
[0020]控制單元的主要功能有采集主回路電源過零點信號和驅(qū)動晶閘管。過零信號經(jīng)過光電隔離之后形成于主回路電壓頻率相同的方波信號，并送入CPLD模塊，CPLD模塊會對該方波進行上升沿和下降沿的捕捉，將該上升沿和下降沿的起始點作為過零觸發(fā)的起始點，通過對過零點的檢測計數(shù)，實現(xiàn)晶閘管延時關(guān)斷、規(guī)定周期的開通關(guān)斷。功率回路中的晶閘管由脈沖變壓器觸發(fā)。
[0021]需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，其特征在于:由控制單元和功率回路單元連接構(gòu)成；所述的控制單元包括依次相連接的ARM模塊、CPLD模塊和脈沖生成電路，該ARM模塊接收上位機的控制命令并進行解析后發(fā)送給CPLD模塊；該CPLD模塊通過光電隔離電路與過零信號、開關(guān)量輸入信號和開關(guān)量輸出信號相連接，CPLD模塊產(chǎn)生兩個觸發(fā)脈沖信號并輸出至脈沖生成電路；所述的功率回路由兩個反并聯(lián)的晶閘管連接構(gòu)成并與脈沖生成電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，其特征在于:所述的脈沖生成電路包括兩個三極管、兩個脈沖變壓器、兩個電容、兩個二極管，CPLD模塊輸出的兩個脈沖信號分別連接至兩個三極管的基極上，兩個三極管的發(fā)射極接地，兩個三極管的集電極分別接至兩個脈沖變壓器的初級線圈上，脈沖變壓器的次級線圈通過電容和二極管接至功率回路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，其特征在于:所述的ARM模塊通過RS485接口并采用MODBUS通訊協(xié)議與上位機進行通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種控制晶閘管的選相開關(guān)控制器裝置，其特征在于:所述的控制單元外接24V供電電源供電。
【文檔編號】G05B19/418GK204215252SQ201420674021
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】楊東欣, 王文廣, 邱書明, 鄭淑玲, 李新志 申請人:天津電氣科學(xué)研究院有限公司