[發明專利]基于STM32F4的晶閘管整流裝置控制系統

在審

• 申請號: 201611208294.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106787843A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李冰;李相武;王瑛;費浚純;吳佳男
• 申請（專利權）人: 哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種整流裝置控制系統，特別是涉及一種基于STM32F4的晶閘管整流裝置控制系統。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，晶閘管相控整流技術在冶金、電力、化工等大功率場合有著越來越廣泛的應用，在現有電力電子器件中，晶閘管由于其出色的電壓承受能力和電流容量，以及其可靠性，在大容量的應用場合具有重要的地位。鑒于整流裝置受控對象的復雜性與多樣性，對整流裝置的精度與穩定性的要求越來越高。傳統的模擬觸發控制難以滿足日漸復雜的控制要求，逐漸被可實現復雜控制算法的數字化控制器取代。

大功率晶閘管整流裝置，其輸出功率可達數兆瓦，電流達數千安。在這種場合下，電網畸變嚴重，電磁干擾強烈，工作環境惡劣，對控制系統可靠性有較高的要求。傳統的模擬觸發電路控制線路復雜，不易調試，可靠性低，觸發信號精度不高，與預期波形相差較大。

晶閘管整流系統由電力電子器件和集成電路等組成，各環節的慣性很小的。為更快、更好的實現對調節器的設計，應該降低調節器的復雜程度，通過運算放大器或數字化控制器實現精確的控制規律，進而將系統校正為幾種特定的低階系統，結合總結的公式和圖表計算調節器參數，可更快速實現控制系統調節器結構參數的設計。

發明內容

本發明的目的在于提供基于STM32F4的晶閘管整流裝置控制系統，主要對晶閘管整流裝置的控制系統進行設計，以STM32F429微控器為核心，輔以集成數字移相觸發電路、采樣電路等，設計了晶閘管整流裝置的控制系統，以STM32F429ZIT6微控器為核心，輔以電源、采樣、顯示及輸入、驅動電路和其他輔助功能模塊等構成，結構簡單，易于調試和維護。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

基于STM32F4的晶閘管整流裝置控制系統，由STM32F429微控器、觸摸屏、驅動電路、三相全控整流橋、三相交流電源、變壓器、濾波電路、電流檢測、電壓檢測、負載構成；所述三相交流電源連接變壓器，變壓器連接三相全控整流橋，三相全控整流橋連接濾波電路、電流檢測，濾波電路連接電壓檢測、負載；所述電流檢測、電壓檢測皆連接STM32F429微控器；所述觸摸屏連接STM32F429微控器，STM32F429微控器連接驅動電路，驅動電路連接三相全控整流橋；所述STM32F429微控器上設置D/A轉換器、A/D轉換器、I/O接口。

所述STM32F429微控器采用STM32F429ZIT6控制器。

所述三相交流電經變壓器降壓后，再經過三相全控整流橋，將三相交流電變換為含有交流分量的直流電；而后經濾波電路濾去諧波為負載供電；通過傳感器進行電壓檢測和電流檢測，其中電壓傳感器采集負載兩端電壓U_d，電流傳感器采集晶閘管整流電路輸出的直流電流I_d；傳感器輸出的電流量經調理電路變換為電壓量，再由A/D轉換成數字量反饋給控制器，經過相應控制算法處理后，控制信號通過D/A變換為電壓量輸出，經驅動電路處理后為晶閘管提供觸發信號，從而實現晶閘管整流系統的閉環控制；控制器的I/O接口與觸摸屏等外設進行連接，以實現系統設置以及實驗數據顯示等功能。

本發明的優點：基于STM32F4的晶閘管整流裝置控制系統，以STM32F429微控器為核心，輔以集成數字移相觸發電路、采樣電路等，設計了晶閘管整流裝置的控制系統，以STM32F429ZIT6微控器為核心，輔以電源、采樣、顯示及輸入、驅動電路和其他輔助功能模塊等構成，結構簡單，易于調試和維護；其次，采用降壓變壓器，故一次側電壓相對較高，二次側電流相對較高，采用Yd聯結組時，一次側相電壓為線電壓的57.7%，二次側相電流為線電流的57.7%，可有效降低了對一次側繞制絕緣和二次側繞組導線橫截面積的要求，有利于降低成本，提高變壓器運行相對可靠；另外，采用觸摸屏觸點替代傳統的物理按鍵，界面豐富度高，人機交互性強；此外，本發明采用STM32F429微控制器作為數字化控制器，通過軟件調節觸發角，為晶閘管智能控制模塊提供控制信號，具有較高的精度。并且通過單片機結合顯示設備和輸入設備，可設計良好的人機交互界面，可以方便的改變工作方式以及修改參數，便于調試。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是L型濾波電路圖；

圖3是電流采樣電路圖；

圖4是電壓采樣電路圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1