一種磁控變壓器用直流控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明是一種用于磁控變壓器的直流控制裝置，屬于電力電氣設備技術領域。
【背景技術】
[0002]電力系統中在變配電過程要用到大量的變壓器設備，調壓設備在電力系統中扮演著不可取代的角色。近年來，電網中負載種類變得越來越多和太陽能發電、風能發電等新型綠色分散式電源的接入，這樣就在電力系統中，用傳統的變壓器進行電壓控制已經是越來越捉襟見肘了。近幾年為了調壓又引入了晶閘管調壓器(TVR)，靜態無功功率發生器(SVG)、靜態無功功率補償器(SVC)等移相設備，因為它們能夠迅速并能不間斷的控制電壓。雖然引入移相設備可迅速和不間斷的控制電壓，但是這些移相設備具有結構繁雜和控制麻煩、電力電子控制對電網質量污染、花費高等缺點。
[0003]磁通控制型變壓器的研究是近幾年才開始的，利用直流控制電路可使控制磁通在分成兩個分路的磁路中形成環流。由于一次主回路線圈和控制線圈共用控制磁路，主回路的磁阻受到控制環流而發生變化。因此，把新磁控技術融合在變壓器上面，沿襲了傳統的變壓器所具有的效果外，還具有可迅速和不間斷調節輸出電壓和改善無功功率的功能。可見，直流控制裝置的控制直接影響到磁控變壓器的性能。由于磁控變壓器的直流控制裝置必須根據電網和磁控變壓器的工作狀態，對磁控變壓器進行實時及快速的控制，現有的直流控制裝置多不能滿足磁控變壓器的控制要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了彌補上述技術缺陷而提出的一種磁控變壓器專用直流控制裝置，實現對磁控變壓器的實時和快速控制。
[0005]本發明的磁控變壓器用直流控制裝置的技術方案如下:
[0006]對磁控變壓器二次側電壓和電流做閉合處理，電流和電壓信號經過采樣電路和調理電路后;輸入直流控制裝置的主控DSP進行數據采樣和濾波;對所得數據，DSP進行數據計算、分析，并與控制要求進行比較，從而給出調整控制信號，即PWM脈沖信號；驅動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關斷；從而實現直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。直流控制裝置輸出的直流電流在變壓器一次側的控制線圈內起作用，影響變壓器二次側的電壓，使變壓器二次側的電壓值滿足控制要求。
[0007]所述電流采樣應用的是霍爾原理，利用電流互感器進行電流采樣，并通過轉換電路把電流信號轉換成電壓信號；電壓采樣利用電壓互感器實現，得到電壓信號。
[0008]所述調理電路利用比例和差分模擬電路，將采樣所得電壓信號轉換與控制DSP兼容的信號，同時保持原有信號的特征，如頻率、相位等。
[0009]所述DSP為直流控制裝置的主控單元。利用DSP的高性能，實現信號快速和準確的AD采樣;基于DSP的數據處理能力，構成整個控制系統的核心，完成采樣數據的濾波、計算、分析、比較和算法實現，最終發出調整信號。而且根據二次側電壓的不同控制要求，可以改變DSP的算法，滿足控制要求。
[0010]所述驅動電路將DSP主控板輸出的PWM波脈沖信號進行電壓和功率放大，使之能夠驅動IGBT。
[0011]所述直流控制電路，首先將單相220V交流電經過橋式整流得到不可控直流電，之后經過Buck降壓電路，結合IGBT電路的開通與關斷控制，實現可控直流電的輸出，供給磁控變壓器。
[0012]本發明所帶來的有益效果如下:
[0013]為磁控變壓器提供了一種專用的直流控制裝置，該直流控制裝置根據電網質量現狀和磁控變壓器本身的特性，實時和快速控制磁控變壓器的工作狀態，從而使用戶電壓滿足控制要求。而且，本發明的直流控制裝置只是對磁控變壓器進行控制，電力電子控制與電網不直接相關，因此對電網的污染減小。
【附圖說明】
[0014]圖1為磁控變壓器用直流控制裝置原理圖；
[0015]圖2控制要求為電壓穩定性時的DSP數據處理流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。
[0017]圖1為磁控變壓器用直流控制裝置原理圖。首先進行電流和電壓采樣和調理;所得信號輸入直流控制裝置的主控DSP進行數據采樣和濾波;對所得數據，DSP進行數據計算、分析，并與相應的控制要求進行比較，從而給出調整控制信號，即PWM脈沖信號;驅動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關斷；從而實現直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。直流控制裝置輸出的直流電流在變壓器一次側的控制線圈內起作用，影響變壓器二次側的電壓，使變壓器二次側的電壓值滿足控制要求。
[0018]圖2為控制要求為電壓穩定性時的DSP數據處理流程圖。通過采樣電路和調理電路得到O?3V AC信號，DSP的A/D采樣，采樣頻率達到6.4KHZ。然后經過數字濾波，進行數據比較，變壓器二次側220V AC對應調理電路調理后的3V DC，判斷所采樣的電壓是否在要求的范圍內，依據判斷結果再發出相對應的調整信號，以電壓波動范圍在±5%來計算，電網電壓波動在209V?231V之間；如果電壓高于所要求的合理范圍就發出降低控制電路直流輸出的調整信號(調整輸出PWM波的占空比變小)，如果電壓低于所要求的范圍就發出升高控制電路直流輸出的調整信號(調整輸出PWM波的占空比變大)，如果電壓符合所要求的范圍就發出保持控制電路直流輸出的調整信號(調整輸出PWM波的占空比不變)。
[0019]本實施例的磁控變壓器用直流控制裝置主要包含了硬件和軟件兩部分。其控制過程可分為以下步驟:
[0020]第一步:電流和電壓信號采樣和調理，主要對實際電壓和電流信號進行采用和調理，使其信號能夠直接供給DSP主控芯片，進行下一步處理。
[0021]第二步:DSP主控對信號進行采用和處理，然后對根據圖2的軟件算法得到相應的控制信號并輸出。
[0022]第三部:對DSP輸出信號進行放大后驅動IGBT的開關與關斷。
[0023]第四步:IGBT控制DC-DC的Buck電路，輸出可控直流電源，實現對磁控變壓器的控制。
[0024]本磁控變壓器用直流控制裝置實現二次側電能質量的閉環控制，而且直接作用于磁控變壓器;可以根據控制要求，改變DSP的控制算法，滿足不同的控制要求;直流控制裝置的電力電子控制由于不直接作用于電網，直流控制裝置的電力電子開關不會對電網造成污染。
【主權項】
1.一種磁控變壓器專用直流控制裝置，包括了電壓、電流信號采樣和調理、DSP主控、驅動、IGBT控制的可控直流電路。其特征在于電流和電壓信號經過采樣電路和調理電路后;輸入直流控制裝置的主控DSP進行數據采樣和濾波;對所得數據，DSP進行數據計算、分析，并與控制要求進行比較，從而給出調整控制信號，即PWM脈沖信號;驅動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關斷;從而實現直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。2.根據權利要求1中所述的磁控變壓器用直流控制裝置，其特征在于直流控制裝置作用于磁控變壓器，實現對二次側電壓實現閉環控制。3.根據權利要求1所述的磁控變壓器用直流控制裝置，其特征在于根據二次側電壓的不同控制要求，可以改變DSP的算法，滿足控制要求。
【專利摘要】本發明提出一種磁控變壓器專用直流控制裝置，包括電流、電壓的采用和調理電路、DSP主控單元、驅動電路和可控直流電源電路。該直流控制裝置對磁控變壓器二次側電壓和電流做閉合處理，電流和電壓信號經過采樣電路和調理電路后；輸入直流控制裝置的主控DSP進行數據采樣和濾波；對所得數據，DSP進行數據計算、分析，并與控制要求進行比較，從而給出調整控制信號，即PWM脈沖信號；驅動電路收到控制信號后，直接控制IGBT的開通與關斷；從而實現直流控制電路的直流電源大小的實時和快速控制。
【IPC分類】H02J3/00
【公開號】CN105552891
【申請號】CN201510992565
【發明人】陳寧, 張健, 韓蓬, 朱莉, 王承民, 代二剛, 王坤, 王傳勇, 楊鳳文, 康文文, 孫寶峰, 王朋朋, 劉涌
【申請人】國網山東省電力公司棗莊供電公司, 國家電網公司, 上海博英信息科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月28日