[發明專利]晶閘管電流有效值計算方法、裝置及晶閘管觸發控制系統

有效

• 申請號: 201910956890.6
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110752738B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 劉東;王晨力;王云波;李鐵
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司;北京京誠瑞達電氣工程技術有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;谷敬麗

本發明公開了一種晶閘管電流有效值計算方法、裝置及晶閘管觸發控制系統，該方法包括：每隔固定的時間間隔，向晶閘管觸發電路發送一次觸發角命令，并在每次向晶閘管觸發電路發送觸發角命令的情況下，執行如下步驟：判斷當前晶閘管兩端電壓所對應時刻是否超過晶閘管觸發時刻；若當前晶閘管兩端電壓所對應時刻未超過晶閘管觸發時刻，則控制晶閘管觸發電路鎖定觸發角命令，并啟動定時器，使得晶閘管觸發電路在定時器到達定時時刻的情況下，向晶閘管發送觸發脈沖信號并反饋實際觸發角；獲取晶閘管觸發電路反饋的實際觸發角，并根據實際觸發角計算晶閘管的電流有效值。本發明能夠精確觸發晶閘管，提高晶閘管電流有效值計算的時效性。

技術領域

本發明涉及晶閘管領域，尤其涉及一種晶閘管電流有效值計算方法、裝置及晶閘管觸發控制系統。

背景技術

本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明實施例提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

晶閘管作為功率電子器件，具有可控單向導電的特性，與二極管不同的是，晶閘管能夠對導通電流進行控制。雖然單支晶閘管的耐壓較低，但可通過多支晶閘管串聯的方式，實現高壓，甚至超高壓的電流控制。由于晶閘管能在高電壓、大電流條件下工作，且工作過程可控，被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。另外，由于晶閘管具有以小電流(電壓)控制大電流(電壓)作用，并具有體積小、重量輕、功耗低、效率高、開關迅速等優點，被廣泛用于無觸點開關、可控整流、逆變、調光、調壓、調速等方面。

由于晶閘管實現導通電流控制采用的手段是調節晶閘管的觸發角，隨著晶閘管觸發角的不同，晶閘管導通電流不同，使得計算得到的晶閘管的電流有效值也不同。

目前，現有技術中，采用電流有效值RMS的定義，直接求取晶閘管斷續電流在一個電網電壓周期(即20ms)內的均方根值，作為晶閘管斷續電流的有效值。由于數字處理芯片要求在芯片內部存儲一個電網電壓周期(即20ms)的歷史電流數據，相當于一個數據存儲窗口。每次采集到一個新數據，則將最早的數據清除，使得新數據占用舊數據的存儲位置，實現存儲資源的循環利用。每次采集到一個最新數據，就采用RMS公式定義，計算一次斷續電流的有效值。由于這種方式需要采集一個電網電壓周期內的電流數據后，才能計算一次晶閘管電流有效值，存在如下兩點不足：

第一，計算結果緩慢，具有較大時延(最大20ms時延)。對于當前快速采集和快速控制的系統來說，這種時延是無法滿足要求的，會使得整個控制系統失去時效性，從而無法快速完成既定的任務。

第二，占用大量存儲資源。由于計算一次晶閘管電流有效值，需要存儲一個電網電壓周期內的電流數據，使得存儲資源被占用。尤其是對于多個信號源采集的計算系統，會導致大量內存資源的浪費。另外，隨著數字芯片處理速度的加快，占用存儲資源和處理速度成比例增加，會限制芯片的發展。

發明內容

本發明實施例提供一種晶閘管電流有效值計算方法，用以解決現有技術中，采用電流有效值定義計算晶閘管電流有效值，由于這種方式需要采集一個電網電壓周期內的電流數據后，才能計算一次晶閘管電流有效值，導致系統存儲資源浪費且時效性差的技術問題，該方法包括：每隔固定的時間間隔，向晶閘管觸發電路發送一次觸發角命令，其中，觸發角命令中包含一個預設觸發角，預設觸發角用于確定晶閘管觸發電路向晶閘管發送觸發脈沖信號的觸發時刻；在每次向晶閘管觸發電路發送觸發角命令的情況下，執行如下步驟：判斷當前晶閘管兩端電壓所對應時刻是否超過晶閘管觸發時刻，其中，晶閘管觸發時刻等于預設觸發角的觸發角等效時刻與一個時間間隔的差值；若當前晶閘管兩端電壓所對應時刻未超過晶閘管觸發時刻，則控制晶閘管觸發電路鎖定接收到的觸發角命令，并啟動晶閘管觸發電路內的定時器；其中，晶閘管觸發電路在定時器到達定時時刻的情況下，向晶閘管發送觸發脈沖信號并反饋實際觸發角，定時時刻等于觸發角等效時刻與晶閘管兩端電壓所對應時刻的差值；獲取晶閘管觸發電路反饋的實際觸發角，并根據實際觸發角通過如下公式計算晶閘管的電流有效值：