基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)同步信號(hào)檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)同步信號(hào)檢測方法。該方法通過高壓調(diào)理變壓器及低壓調(diào)理變壓器，將陽極電壓調(diào)理到同步電壓檢測板要求的范圍內(nèi)，通過數(shù)字采集單元將電壓信號(hào)離散，進(jìn)行帶通濾波消除陽極電壓的換相缺口，再以超前環(huán)節(jié)對(duì)引入濾波所帶來的同步信號(hào)相位延遲進(jìn)行補(bǔ)償，通過多路相電壓的相位協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了多路冗余的同步信號(hào)檢測，在該基礎(chǔ)上進(jìn)行過零檢測，輸出可控硅觸發(fā)電路的同步信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了同步信號(hào)的數(shù)字化檢測，避免了采用模擬電路存在的檢測精度低問題，避免了采用過零檢測法存在的誤判風(fēng)險(xiǎn)，保證了同步信號(hào)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
【專利說明】基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)同步信號(hào)檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及采用可控硅整流橋?yàn)楣β收餮b置的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)的同步信號(hào)獲取領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]勵(lì)磁系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，是給發(fā)電機(jī)提供轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁電流的一種自動(dòng)裝置。
[0003]本發(fā)明所涉及的勵(lì)磁系統(tǒng)承擔(dān)著調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓及無功的責(zé)任，其主電路采用三相全控橋整流電路(也稱整流橋)，主要元件是可控硅，其觸發(fā)電路的同步電壓信號(hào)由整流電路的陽極電壓提供。同步電壓信號(hào)相位的準(zhǔn)確性決定了可控硅觸發(fā)脈沖的準(zhǔn)確性，直接影響到勵(lì)磁系統(tǒng)的輸出電流，進(jìn)而決定發(fā)電機(jī)定子的輸出電壓，也即發(fā)電機(jī)的最終輸出，可見準(zhǔn)確檢測該同步信號(hào)在勵(lì)磁系統(tǒng)中的重要性。
[0004]目前，廣泛采用的同步信號(hào)檢測方法是過零檢測法，即取同步信號(hào)的過零點(diǎn)為基準(zhǔn)來確定可控硅的觸發(fā)角度。此方法在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)可以保證穩(wěn)定工作。然而，采用該方法存在一定的誤判風(fēng)險(xiǎn)，具體體現(xiàn)在:由于系統(tǒng)的要求，控制信號(hào)會(huì)在一相可控硅仍然導(dǎo)通時(shí)，觸發(fā)另一相可控硅，使得原來導(dǎo)通的可控硅由于承受反向電壓而關(guān)斷，而可控硅關(guān)斷需要時(shí)間，并且主電路的負(fù)載為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(相當(dāng)于一個(gè)大電感)，電感電流不能突變，因此在某相可控硅關(guān)斷的瞬間，主電路的電流不能立即降到零，使得換相過程中兩相處于短路狀態(tài)，導(dǎo)致整流橋的陽極電壓出現(xiàn)跳變，形成了換相缺口，由于換相缺口的存在，導(dǎo)致陽極電壓的波形多次穿過零點(diǎn)，已不再是標(biāo)準(zhǔn)的三角函數(shù)波形，這樣就會(huì)導(dǎo)致觸發(fā)脈沖錯(cuò)誤，最終影響勵(lì)磁系統(tǒng)的輸出電壓，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出電壓與所要求的不一致。因此，發(fā)明一種避免采用過零檢測法存在的誤判風(fēng)險(xiǎn)，保證同步信號(hào)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的方法迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于改進(jìn)原有過零檢測方法的缺陷，避免整流電路陽極電壓多過零點(diǎn)導(dǎo)致采用過零檢測方法時(shí)存在觸發(fā)脈沖錯(cuò)誤的問題，使得到的同步信號(hào)具有冗余度，同時(shí)通過數(shù)字化的檢測，提高同步信號(hào)的可靠性。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0007]I)高壓調(diào)理變壓器⑴接入勵(lì)磁系統(tǒng)整流橋⑷的陽極電壓，高壓調(diào)理變壓器
(I)的輸出接于低壓調(diào)理變壓器(2)的輸入；低壓調(diào)理變壓器(2)接入同步信號(hào)檢測板
(3)；
[0008]2)對(duì)待檢測的功率整流裝置及其組成環(huán)節(jié)進(jìn)行編號(hào):將六個(gè)可控硅分別編號(hào)為1\、T2, T3> T4, T5和T6,整流裝置的三相交流輸入信號(hào)分別用UA、UB、UC表示；
[0009] 3)選擇數(shù)字信號(hào)處理器:根據(jù)功率整流裝置陽極信號(hào)的工作頻率范圍、檢測同步信號(hào)算法的計(jì)算時(shí)間參數(shù)確定處理器的采樣頻率，保證fs ^ 5fu和fs ^ 1/TPM。，其中，fs為數(shù)字信號(hào)處理器的采樣頻率，fu為陽極信號(hào)的最大工作頻率，Tproc為算法的計(jì)算時(shí)間；
[0010]4)計(jì)算確定測量裝置變壓器的型號(hào)和參數(shù):將整流裝置的交流輸入信號(hào)UA、UB、UC引出，分別接于變壓器的一次側(cè)，利用變壓器的連接方式和變比設(shè)定，使其輸出幅值為±10V的電壓信號(hào)Uab、Ubc、Uea,變壓器輸出電壓應(yīng)滿足數(shù)字米樣板的輸入范圍要求,該要求根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理器的技術(shù)參數(shù)確定；
[0011]5)將變壓器的輸出電壓信號(hào)Uab、UmUm接在數(shù)字信號(hào)處理器的三個(gè)輸入端口，通過數(shù)據(jù)采集端口的數(shù)字采樣功能，處理得到離散化的電壓信號(hào)，將其標(biāo)記為Jra,巧,，并且存在以下關(guān)系
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于濾波與相位協(xié)調(diào)的靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)同步信號(hào)檢測方法，其特征是:該方法包括如下步驟: 1)高壓調(diào)理變壓器(I)接入勵(lì)磁系統(tǒng)整流橋(4)的陽極電壓，高壓調(diào)理變壓器(I)的輸出接于低壓調(diào)理變壓器⑵的輸入；低壓調(diào)理變壓器⑵接入同步信號(hào)檢測板⑶； 2)對(duì)待檢測的功率整流裝置及其組成環(huán)節(jié)進(jìn)行編號(hào):將六個(gè)可控硅分別編號(hào)為?\、Τ2、T3、T4、T5和Τ6，整流裝置的三相交流輸入信號(hào)分別用UA、UB、UC表示； 3)選擇數(shù)字信號(hào)處理器:根據(jù)功率整流裝置陽極信號(hào)的工作頻率范圍、檢測同步信號(hào)算法的計(jì)算時(shí)間參數(shù)確定處理器的采樣頻率，應(yīng)保證fs ^ 5fu和fs ^ 1/TPM。，其中，fs為數(shù)字信號(hào)處理器的采樣頻率，fu為陽極信號(hào)的最大工作頻率，Tproc為算法的計(jì)算時(shí)間； 4)計(jì)算確定測量裝置變壓器的型號(hào)和參數(shù):將整流裝置的交流輸入信號(hào)UA、UB、UC引出，分別接于變壓器的源端，利用變壓器的連接方式和變比設(shè)定，使其輸出幅值為±10V的電壓信號(hào)Uab、Ubc、Uca,變壓器輸出電壓應(yīng)滿足數(shù)字采樣板的輸入范圍要求，該要求根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理器的技術(shù)參數(shù)確定； 5)將變壓器的輸出電壓信號(hào)Uab、Ubc,Uca接在數(shù)字信號(hào)處理器的三個(gè)輸入端口，通過數(shù)據(jù)采集端口的數(shù)字采樣功能，處理得到離散化的電壓信號(hào)，將其標(biāo)記為，并且存在以下關(guān)系
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK104009614SQ201410280473
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】趙夢(mèng)瑩, 石雨濤, 李顯彤, 解植瑩 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司