一種數字化晶閘管觸發方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種數字化晶閘管觸發方法，涉及電力電子控制技術領域，能夠進行快速編程，且提高了觸發的穩定、移相的準確度和提高了實驗效率。本發明包括：采集主電路供電用的交流信號，并將交流信號傳送至實時控制單元；對所采集的交流信號進行過零檢測，并獲取正負過零信號，同時根據接受到的輸入信息獲取具體移相角度；采集晶閘管模塊的負載數并實時顯示晶閘管模塊的負載數據；根據正負過零信號和具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將移相觸發控制信號向放大驅動單元發送；通過放大驅動單元放大移相觸發控制信號，由晶閘管模塊接受到移相觸發控制信號后觸發晶閘管。本發明適用于晶閘管的數字化控制。
【專利說明】
一種數字化晶閘管觸發方法
技術領域
[0001]本發明涉及電力電子控制技術領域，尤其涉及一種數字化晶閘管觸發方法。
【背景技術】
[0002]晶閘管觸發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教學中，學生所必須了解并學習使用的電子組件。
[0003]目前市場上用于電力電子實驗平臺中的晶閘管的觸發部分還是采用傳統設計，其中晶閘管的觸發方式多采用專用的芯片或單片機。并且傳統的觸發電路十分復雜，出廠后不可編程也無法進行閉環控制，學生難以在此基礎上拓展或自主開發進一步的晶閘管使用方案。

【發明內容】

[0004]本發明的實施例提供一種數字化晶閘管觸發方法，能夠進行快速編程，且提高了觸發的穩定和移相的準確度，還方便了操作者實時獲取實驗參數，提高了實驗效率。
[0005]為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案:
[0006]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時控制單元;通過所述實時控制單元對所采集的交流信號進行過零檢測，并獲取正負過零信號，同時根據接受到的輸入信息獲取具體移相角度;通過所述數據采集單元采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳至所述實時控制單元，并由所述實時控制單元實時顯示所述晶閘管模塊的負載數據;通過所述實時控制單元根據所述正負過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將所述移相觸發控制信號向所述放大驅動單元發送;通過所述放大驅動單元放大所述移相觸發控制信號，并將放大后的所述移相觸發控制信號向所述晶閘管模塊發送，由所述晶閘管模塊接受到所述移相觸發控制信號后觸發晶閘管。
[0007]或者，通過所述實時控制單元根據所述負載數據和預設的控制策略，計算得到具體的移相角度;再通過所述實時控制單元根據所述正負過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將所述移相觸發控制信號向所述放大驅動單元發送。
[0008]其中，所述數字化晶閘管觸發裝置包括:實時控制單元、同步信號采樣單元、數據采集單元、放大驅動單元和晶閘管模塊;其中，所述實時控制單元分別連接所述同步信號采樣單元、所述數據采集單元和所述放大驅動單元，所述晶閘管模塊分別連接所述數據采集單元和所述放大驅動單元;所述晶閘管模塊由單相晶閘管觸發電路和三相晶閘管觸發電路并聯組成;所述放大驅動單元由指定數量的觸發放大電路并聯組成;所述數據采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯組成，用于采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳輸至所述實時控制單元，所述負載數據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，用于與所述數據采集單元同步采集單相交流信號和三相交流信號。
[0009]本發明實施例提供的數字化晶閘管觸發方法，能夠通過實時控制單元進行快速編程，且觸發電路的結構相對于專用晶閘管觸發芯片的已大幅簡化，提高了觸發的穩定和移相的準確度。并且同時支持進行開環/閉環控制。進一步的，通過在實時控制單元中實時顯示負載數據，便于操作者實時獲取實驗參數，提高了實驗效率。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實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發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0011]圖1為本發明實施例提供的裝置結構示意圖；
[0012]圖2為本發明實施例提供的裝置具體架構示意圖；
[0013]圖3為本發明實施例提供的觸發放大電路的結構示意圖；
[0014]圖4、5、6為本發明實施例提供的同步信號經由實時控制單元過程的處理流程示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述。下文中將詳細描述本發明的實施方式，所述實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施方式是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數、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、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“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“耦接”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聯的列出項的任一單元和全部組合。本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術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]本發明實施例提供一種數字化晶閘管觸發裝置，如圖2所示，包括:實時控制單元、同步信號采樣單元、數據采集單元、放大驅動單元和晶閘管模塊；
[0017]所述實時控制單元分別連接所述同步信號采樣單元、所述數據采集單元和所述放大驅動單元，所述晶閘管模塊分別連接所述數據采集單元和所述放大驅動單元；
[0018]所述晶閘管模塊由單相晶閘管觸發電路和三相晶閘管觸發電路并聯組成；
[0019]所述放大驅動單元由指定數量的觸發放大電路并聯組成；
[0020]所述數據采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯組成，用于采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳輸至所述實時控制單元，所述負載數據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，用于與所述數據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時控制單元，在Matlab/Simul ink或Labview中進行軟件過零檢測，配合所需要的移相角度發出最終的移相觸發控制信號。數據采集單元采集到的各類數據反饋到實時控制單元，并以圖形、數據等形式顯示同時可通過改變移相角度形成閉環控制。所有的控制算法在Mat lab/Simul ink或Labview中實現，快速、高效，是真正數字化的實驗裝置。
[0023]其中，所述實時控制單元包括運行了Mat lab/Simul ink或Labview軟件環境的PC機設備和與所述PC機設備相連的Quanser平臺或NI平臺設備，所述Mat lab/SimuI ink或Labview軟件環境中包括顯示單元、單項過零檢測及觸發控制單元和三項過零檢測及觸發控制單元，所述Quanser平臺或NI平臺中包括數據采集卡和實時控制軟件包括；
[0024]或者，所述實時控制單元包括運行了所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環境和所述Quanser平臺或NI平臺的PC機設備。
[0025]在本實施例的優選方案中，所述放大驅動單元具體由6路觸發放大電路并聯組成，其中，每一路觸發放大電路由功率三極管、變壓器、二極管和電阻組成，觸發放大電路用于對所述實時控制單元發出的移相觸發控制信號進行放大，并將放大后的移相觸發控制信號向所述晶閘管模塊發送。
[0026]其中，如圖3所示的，所述實時控制單元發出所述移相觸發控制信號后，由觸發放大電路的Rl左端接收，經由功率三極管Ql后接入變壓器Tl，在變壓器Tl進行放大并得到放大后的移相觸發控制信號G、K，所述觸發放大電路通過5V直流電供電。
[0027]本發明實施例提供一種數字化晶閘管觸發方法，用于上述如圖2所示的數字化晶閘管觸發裝置。所述方法適用于開環控制，包括:
[0028]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時控制單元。
[0029]A2、通過所述實時控制單元對所采集的交流信號進行過零檢測，并獲取正負過零信號，同時根據接受到的輸入信息獲取具體移相角度。
[0030]A3、通過所述數據采集單元采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳至所述實時控制單元，并由所述實時控制單元實時顯示所述晶閘管模塊的負載數據。
[0031]A4、通過所述實時控制單元根據所述正負過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將所述移相觸發控制信號向所述放大驅動單元發送。
[0032]A5、通過所述放大驅動單元放大所述移相觸發控制信號，并將放大后的所述移相觸發控制信號向所述晶閘管模塊發送，由所述晶閘管模塊接受到所述移相觸發控制信號后觸發晶閘管。
[0033]具體的，如圖4、5所示的，所述同步信號進入實時控制單元后對其進行離散化處理，所述離散化處理包括:若1]1-1<0且1]1>0，則發出正過零脈沖信號，若1]1-1>0且1]1<0，則發出負過零脈沖信號；由前一時刻和當前時刻的數值和OV進行比較，根據比較結果判斷正負過零并發出正負過零脈沖信號。
[0034]進一步的如圖4、6所示，由移相角α計算出延時時間t，再以正負過零脈沖為基準，延時t時間后發出觸發控制信號(比如圖4中的觸發控制信號I和觸發控制信號2)，其中t =a*T/360，T為采集交流信號周期。
[0035]本發明實施例提供還一種數字化晶閘管觸發方法，用于上述如圖2所示的數字化晶閘管觸發裝置。所述方法適用于閉環控制，包括:
[0036]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時控制單元。
[0037]Β2、通過所述實時控制單元對所采集的交流信號進行過零檢測，并獲取正負過零信號。
[0038]Β3、通過所述實時控制單元根據所述負載數據和預設的控制策略，計算得到具體的移相角度。
[0039]Β4、通過所述數據采集單元采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳至所述實時控制單元，并由所述實時控制單元實時顯示所述晶閘管模塊的負載數據。
[0040]Β5、通過所述實時控制單元根據所述正負過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將所述移相觸發控制信號向所述放大驅動單元發送。
[0041]Β6、通過所述放大驅動單元放大所述移相觸發控制信號，并將放大后的所述移相觸發控制信號向所述晶閘管模塊發送，由所述晶閘管模塊接受到所述移相觸發控制信號后觸發晶閘管。
[0042]本發明實施例提供的觸發方法，能夠通過實時控制單元進行快速編程，且觸發電路的結構相對于專用晶閘管觸發芯片的已大幅簡化，提高了觸發的穩定和移相的準確度。并且同時支持進行開環/閉環控制。進一步的，通過在實時控制單元中實時顯示負載數據，便于操作者實時獲取實驗參數，提高了實驗效率。
[0043]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于設備實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種數字化晶閘管觸發方法，其特征在于，用于一種數字化晶閘管觸發裝置，所述數字化晶閘管觸發裝置包括:實時控制單元、同步信號采樣單元、數據采集單元、放大驅動單元和晶閘管模塊;其中，所述實時控制單元分別連接所述同步信號采樣單元、所述數據采集單元和所述放大驅動單元，所述晶閘管模塊分別連接所述數據采集單元和所述放大驅動單元;所述晶閘管模塊由單相晶閘管觸發電路和三相晶閘管觸發電路并聯組成;所述放大驅動單元由指定數量的觸發放大電路并聯組成;所述數據采集單元由電壓采集電路和電流采集電路并聯組成，用于采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳輸至所述實時控制單元，所述負載數據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，用于與所述數據采集單元同步采集單相交流信號和三相交流信號； 所述方法包括: 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時控制單元； 通過所述實時控制單元對所采集的交流信號進行過零檢測，并獲取正負過零信號，同時根據接受到的輸入信息獲取具體移相角度； 通過所述數據采集單元采集所述晶閘管模塊的負載數據并傳至所述實時控制單元，并由所述實時控制單元實時顯示所述晶閘管模塊的負載數據； 通過所述實時控制單元根據所述正負過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將所述移相觸發控制信號向所述放大驅動單元發送； 通過所述放大驅動單元放大所述移相觸發控制信號，并將放大后的所述移相觸發控制信號向所述晶閘管模塊發送，由所述晶閘管模塊接受到所述移相觸發控制信號后觸發晶閘管； 其中，所述同步信號進入所述實時控制單元后對其進行離散化處理，并由前一時刻和當前時刻的數值和OV進行比較，根據比較結果判斷正負過零并發出正負過零脈沖信號;再由移相角α計算出延時時間t，再以正負過零脈沖為基準，延時t時間后發出觸發控制信號，其中t = a*T/360，T為采集交流信號周期。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述實時控制單元包括運行了Matlab/Simul ink或Labview軟件環境的PC機設備和與所述PC機設備相連的Quanser平臺或NI平臺設備，所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環境中包括顯示單元、單項過零檢測及觸發控制單元和三項過零檢測及觸發控制單元，所述Quanser平臺或NI平臺中包括數據采集卡和實時控制軟件包括； 或者，所述實時控制單元包括運行了所述Mat lab/Simul ink或Labview軟件環境和所述Quanser平臺或NI平臺的PC機設備。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述放大驅動單元具體由6路觸發放大電路并聯組成，其中，每一路觸發放大電路由功率三極管、變壓器、二極管和電阻組成，觸發放大電路用于對所述實時控制單元發出的移相觸發控制信號進行放大，并將放大后的移相觸發控制信號向所述晶閘管模塊發送。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述實時控制單元發出所述移相觸發控制信號后，由觸發放大電路的Rl左端接收，經由功率三極管Ql后接入變壓器Tl，在變壓器Tl進行放大并得到放大后的移相觸發控制信號G、K，所述觸發放大電路通過5V直流電供電。5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，還包括: 通過所述實時控制單元根據所述負載數據和預設的控制策略，計算得到具體的移相角度;再通過所述實時控制單元根據所述正負過零信號和所述具體的移相角度，生成移相觸發控制信號，并將所述移相觸發控制信號向所述放大驅動單元發送。
【文檔編號】H02M1/06GK105896939SQ201610475123
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】黃家才, 張玎橙, 李海彬, 劉宇
【申請人】南京工程學院