[發明專利]疊層控制裝置和疊層控制方法

在審

• 申請號: 202010716683.6
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111756040A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 何大慶;林伯凝;祁宇;陶紋晶;周方凱
• 申請（專利權）人: 無錫博睿奧克電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02M7/17;H02M1/32
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發明提供一種疊層控制裝置，包括控制器、變壓器、多組晶閘管；所述變壓器包括初級和次級，變壓器的次級設有多個不同電壓等級的抽頭和一個參考端；各組晶閘管一端分別與變壓器次級各不同電壓等級的抽頭對應連接，各組晶閘管的另一端相接，并用于連接負載一端；變壓器次級的參考端用于連接負載另一端；每組晶閘管中包括一個用于相應抽頭電壓正半周導通的晶閘管和另一個用于相應抽頭電壓負半周導通的晶閘管，該兩個晶閘管組內并聯；各晶閘管均受控于控制器。本發明還提出一種疊層控制方法。本發明具有低電流沖擊、幾乎無諧波的優點。

技術領域

本發明涉及一種大功率加熱器的功率控制裝置，尤其是一種疊層控制裝置。

背景技術

大功率加熱器在使用時，根據使用需求，其功率需要進行調節。

目前大功率加熱器的功率調節方式之一采用非疊層控制裝置；小功率的加熱負荷對電網影響不大，大功率負荷會對電網造成諧波污染或沖擊。

傳統的疊層控制方案由于仍采用了導通角控制方式，導致在控制過程中波形被破壞，故會產生一定的諧波；圖1為現行的在疊層控制下的采用導通角控制的波形圖，其中陰影部分為導通部分，空白部分為不導通部分，可以查看到波形出現了不同程度的破壞；從而產生不同程度的諧波，對電網產生污染，最直接表象就是功率因數低于0.9，不符合用電標準。

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種疊層控制裝置，相較于非疊層控制裝置，具有低電流沖擊的優點，該裝置電路簡潔可靠，成本低；另一個目的在于提出一種疊層控制方法，具有低諧波，節能降耗的優點。

本發明實施例提出一種疊層控制裝置，包括控制器、變壓器、多組晶閘管；

所述變壓器包括初級和次級，變壓器的次級設有多個不同電壓等級的抽頭和一個參考端；

各組晶閘管一端分別與變壓器次級各不同電壓等級的抽頭對應連接，各組晶閘管的另一端相接，并用于連接負載一端；

變壓器次級的參考端用于連接負載另一端；

每組晶閘管中包括一個用于相應抽頭電壓正半周導通的晶閘管和另一個用于相應抽頭電壓負半周導通的晶閘管，該兩個晶閘管組內并聯；

各晶閘管均受控于控制器。

進一步地，

較低電壓等級的抽頭對應的一組晶閘管采用周波過零控制連續導通；

高于較低電壓等級的其余電壓等級抽頭對應的其余各組晶閘管，按照負載功率需求，采用周波過零控制部分全周期導通，或者關閉。

更進一步地，

所述較低電壓等級的抽頭對應的一組晶閘管采用周波過零控制連續導通，包括：

周波過零控制是指導通時刻設置在相應的抽頭電壓過零時刻，連續導通的含義是該組晶閘管總的輸出電壓波形連續；用于相應抽頭電壓正半周導通的晶閘管的導通時刻為每個周期的開始時刻，用于相應抽頭電壓負半周導通的晶閘管的導通時刻為每個周期的后半周開始時刻，在一個周期內該組內兩個晶閘管交替各導通半個周期，輸出一個完整周期的電壓波形；且該組晶閘管的輸出電壓波形按周期連續。

更進一步地，

所述高于較低電壓等級的其余電壓等級抽頭對應的晶閘管，采用周波過零控制部分全周期導通，包括：

周波過零控制是指導通時刻設置在相應的抽頭電壓過零時刻，部分全周期導通是指該組晶閘管的輸出電壓波形在導通時段是全周期波形，但不是連續導通，而是每m個周期導通n個周期；nm，m≥2，n≥1。

進一步地，各組晶閘管均采用單向導通晶閘管，各組晶閘管組內反向并聯。