[發明專利]一種用于變化頻率的晶閘管同步信號處理方法

在審

• 申請號: 201410528230.5
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN105573179A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 王英翹;李維斌;王雅麗;毛曉惠;李青;邵葵;陳宇紅;姚列英;宣偉民;張強
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于大功率變流技術控制領域，具體涉及一種在惡劣信號環境下 準確判斷變化頻率信號的過零點的方法，此方法也可應用與其他變頻信號處 理領域。

背景技術

HL-2A裝置是一個受控核聚變實驗裝置，該裝置的極向場線圈電源由一 臺125MVA的交流脈沖發電機組供電，為使極向場電源正常工作，電源的晶 閘管控制系統需要在適當的時刻為晶閘管發送觸發脈沖，即需要準確判斷交 流側電壓同步信號的過零點。然而125MVA發電機組所帶的負載均為大功率 變流負載，交流側電壓波形畸變嚴重，直接取用同步信號容易造成誤判斷， 發電機帶載情況下的輸出電壓波形如圖1所示，波形上可以看到很多會對過 零點判斷造成影響的波動。更為特殊的是由于發電機的輸出頻率隨著裝置放 電的進行逐漸下降(可在5秒鐘內由100Hz降低為80Hz)，為準確判斷同步 信號過零點增加了難度。本設計提出了一種能夠適應頻率變化的方法，能夠 在惡劣的信號環境下準確判斷信號過零點。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于變化頻率的晶閘管同步信號處理方法，采 用先濾波、后補償的方式，補償相位由DSP根據不同的信號頻率進行實時計 算，實現頻率跟蹤，得出的干凈方波信號為大功率晶閘管變流器控制系統提 供準確的同步信號。

本發明是這樣實現的，一種用于變化頻率的晶閘管同步信號處理方法，其 特征在于：它包括以下步驟，

(1)采用一階RC低通濾波濾除原同步信號的高頻成分，濾波器的截止 頻率可選為基波頻率的1/3，濾波后的信號將滯后于濾波前；

(2)將濾波后的同步信號經比較器轉為方波信號，輸入數字信號處理器 DSP，使用DSP中的捕獲單元捕獲兩次方波信號的上升沿，兩次上升沿的計 數器值相減得到計數差值，計數器頻率除以計數差值得到方波信號的頻率；

(3)根據濾波器的截止頻率f_H和第(2)步中獲得的信號頻率f，可以通過計算出該頻率下濾波產生的移相，反正切計算采用下式進行：

arctanz=Σn=1∞(-1)nz2n+12n+1=z-z33+z55-z77+···,]]>其中|z|≤1；

由于f/f_H>1，直接用上式計算反正切的結果不收斂，采用下式進行變換， 得到移相角度