[發明專利]數字化電力電子及電氣傳動實時控制實驗裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 201610056810.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105551351B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 黃家才;張玎橙
• 申請（專利權）人: 黃家才
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 任立,艾中蘭

1.一種數字化電力電子及電氣傳動實時控制實驗方法，其特征在于，該方法基于數字化電力電子及電氣傳動實時控制實驗裝置實現，所述實時控制實驗裝置包括計算機（1）、數據采集及實時控制模塊（2）、信號轉換模塊（3）、信號保護驅動模塊（4）、脈沖觸發模塊（5）、時鐘同步單元（18）及電力電子及電氣傳動實驗掛件區；

所述電力電子及電氣傳動實驗掛件區包括單相橋式半控整流模塊（6）、單相交流調壓模塊（7）、三相晶閘管整流模塊（8）、三相交流調壓模塊（9）、單相交—直—交變頻模塊(10)、三相交—直—交變頻模塊（11）、直流斬波模塊（12）、電氣傳動模塊（13）、其它電力電子實驗模塊（19）、直流電源產生模塊（14）、單相/三相整流模塊（15）、單相交流電源（16）、三相交流電源（17）；其中：所述三相晶閘管整流模塊（8）為三相晶閘管全控橋零式整流模塊或三相晶閘管半控橋零式整流模塊；所述其它電力電子實驗模塊（19）為光伏逆變模塊、功率因數校正模塊；

所述數據采集及實時控制模塊（2）與計算機（1）連接,用于與計算機（1）進行實時雙向通信；

所述時鐘同步單元（18）與數據采集及實時控制模塊（2）連接；

所述信號保護驅動模塊（4）分別與數據采集及實時控制模塊（2）、脈沖觸發模塊（5）、信號轉換模塊（3）、單相交—直—交變頻模塊(10)、三相交—直—交變頻模塊（11）、直流斬波模塊（12）、電氣傳動模塊（13）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于為上述模塊提供邏輯保護和信號驅動；

所述脈沖觸發模塊（5）分別與單相橋式半控整流模塊（6）、單相交流調壓模塊（7）、三相晶閘管整流模塊（8）、三相交流調壓模塊（9）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于為上述模塊提供脈沖觸發信號；

所述信號轉換模塊（3）分別與單相橋式半控整流模塊（6）、單相交流調壓模塊（7）、三相晶閘管整流模塊（8）、三相交流調壓模塊（9）、單相交—直—交變頻模塊(10)、三相交—直—交變頻模塊（11）、直流斬波模塊（12）、電氣傳動模塊（13）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于對上述模塊中的大電壓、大電流信號進行轉換，轉換為便于采集的模擬信號；

所述單相/三相整流模塊（15）分別與單相交—直—交變頻模塊(10)、三相交—直—交變頻模塊（11）、直流斬波模塊（12）、電氣傳動模塊（13）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于為上述模塊提供直流電壓；

所述三相交流電源（17）分別與三相晶閘管整流模塊（8）、三相交流調壓模塊（9）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于為上述模塊提供隔離后的三相交流電源；

所述單相交流電源（16）分別與單相橋式半控整流模塊（6）、單相交流調壓模塊（7）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于為上述模塊提供隔離后的單相交流電源；

所述直流電源產生模塊（14）分別與信號轉換模塊（3）、信號保護驅動模塊（4）、脈沖觸發模塊（5）、單相交—直—交變頻模塊(10)、三相交—直—交變頻模塊（11）、直流斬波模塊（12）、電氣傳動模塊（13）、其它電力電子實驗模塊（19）連接，用于為上述模塊提供直流供電；

所述時鐘同步單元（18）為整個系統提供同步時鐘；實驗中所需要的電流量、電壓量均由信號轉換模塊（3）獲取并經由信號保護驅動模塊（4）送到數據采集及實時控制模塊（2）進行模擬量到數字量的轉換，最后把數字量后送到計算機（1）中；

所述脈沖觸發模塊（5）產生G，K觸發信號，用于為單相橋式半控整流模塊（6）、單相交流調壓模塊（7）、三相晶閘管整流模塊（8）、三相交流調壓模塊（9）、其它電力電子實驗模塊（19）提供觸發信號；

所述直流電源產生模塊（14）用于為系統提供單相電和系統控制所需+24V,+/-15V,+5V直流電源；

所述單相/三相整流模塊（15）用于把單相交流電源或三相交流電源整流為直流電源；

所述單相交流電源模塊（16）用于輸出多種規格的單相交流電壓；

所述三相交流電源模塊（17）用于輸出多種規格的三相交流電壓；

在進行單相橋式半控整流實驗、單相交流調壓實驗時，實驗方法如下：

步驟1：在計算機（1）中設定相位角；

步驟2：進行單相過零檢測；

所述單相過零檢測的具體操作為：

A：單相交流電源（16）輸出的單相交流電輸入到信號轉換模塊（3）進行轉換；

B：將步驟A轉換后的信號經由信號保護驅動模塊（4）傳輸給數據采集及實時控制模塊（2）進行量化變為數字量；

C：計算機（1）以固定頻率對步驟B量化后的數字量進行讀取；

D：計算機（1）根據讀取到的數字量，判斷單相交流電是正過零還是負過零，并發出相應的指示信息；

步驟3：以過零點為參考點，在交流信號的相位達到設定相位角時刻，控制程序發出控制指令，并經過數據采集及實時控制模塊（2）、信號保護驅動模塊（4）到達脈沖觸發模塊（5），脈沖觸發模塊（5）發出多路觸發信號給單相橋式半控整流模塊（6）、單相交流調壓模塊（7）及其它電力電子實驗模塊（19），從而實現了數字化單相橋式半控整流及單相交流調壓實驗內容；

步驟4：返回步驟1，繼續執行后續步驟。