[發明專利]一種數字式精確三相同步信號采集及移相觸發系統

有效

• 申請號: 202110370072.5
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113098238B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 王益明;王賢輝
• 申請（專利權）人: 岳陽東瑞電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/06
• 分類號: H02M1/06;H02M1/44
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 陳萬江

本發明公開了一種數字式精確三相同步信號采集及移相觸發系統，具有精確三相過零信號采集模塊從三相交流電獲得過零同步信號；數字干擾濾波模塊對過零同步信號進行干擾濾除；延時補償模塊對三相過零信號采集模塊、干擾濾波模塊信號處理過程中產生的時延進行補償；同步參數測量和故障識別模塊，對工頻周期、電壓電流參數進行測量，對斷相、短路等故障信號進行識別；工作流程控制模塊控制控制電控系統的勵磁、消磁等工作流程及時序；移相參數計算和數字補償模塊計算觸發時間參數；可控硅脈沖觸發模塊根據觸發時間參數控制觸發脈沖輸出；本發明采用數字式同步信號采集和濾波方法，具有觸發精度高，參數一致性好的特點；采用了數字去抖的方法消除毛刺等干擾信號對過零信號檢測的影響；對負載加載啟動過程中的啟動檢測、可控硅觸發輸出保護等電路增加了工作電路的可靠性。

技術領域

本發明涉及電氣自動化技術領域，尤其涉及一種數字式精確三相同步信號采集及移相觸發系統。

背景技術

電磁鐵及其配套的電控系統應用相當廣泛。此類電控系統一般采用基于小規模集成芯片的模擬電路實現同步信號采集及移相觸發，這類電路把同步變壓器送來的信號轉換為鋸齒波信號，再與給定的直流電壓相比較來得到移相信號，由于三相鋸齒波信號的斜率、占空比和幅度等受分離元器件參數關系密切，比較電路容易受到外部干擾產生誤差，移相精度和三相不平衡度較差，造成諧波增加，對電網污染加重。由于移相精度較差，在某些對電壓穩定度要求較高的使用場合已不能滿足要求。

現有的同步信號采集及移相觸發系統主要存在三個缺點。第一，模擬電路容易受到外部干擾產生誤差，移相精度和三相不平衡度較差，造成諧波增加，對電網污染加重；第二，由于移相精度較差，在某些對電壓穩定度要求較高的使用場合已不能滿足要求；第三，保護措施缺乏，現場故障率高。

此外，現有的數字式移相觸發電路采用FPGA或者CPLD等邏輯電路實現，僅能實現基本的邏輯控制功能，不能適應電網頻率變化，不利用復雜的參數計算和各種保護措施的靈活實現，導致故障率極高。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種數字式精確三相同步信號采集及移相觸發系統。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種數字式精確三相同步信號采集及移相觸發系統，包含數字式精確三相過零信號采集模塊、數字干擾濾波模塊、延時補償模塊、同步參數測量和故障識別模塊、工作流程控制模塊、移相參數計算和數字補償模塊、可控硅脈沖觸發模塊等組成。

精確三相過零信號采集模塊從三相交流電獲得過零同步信號；數字干擾濾波模塊對過零同步信號進行干擾濾除；延時補償模塊，對三相過零信號采集模塊、干擾濾波模塊信號處理過程中產生的時延進行補償；同步參數測量和故障識別模塊，對工頻周期、電壓電流參數進行測量，對斷相、短路等故障信號進行識別；工作流程控制模塊控制控制電控系統的勵磁、消磁等工作流程及時序，勵磁過程具有負荷加載保護功能，即在負荷加載過程中，為保證啟動平緩，具有啟動檢測、啟動曲線控制過程；移相參數計算和數字補償模塊，計算觸發時間參數，對數字信號濾波和補償邏輯電路處理過程中產生的延時進行補償，得到補償時間值，利用補償時間值對補償觸發時間參數；可控硅脈沖觸發模塊，根據觸發時間參數控制觸發脈沖輸出；具有超時自動歸零關閉輸出的保護電路，防止功率驅動器一直驅動可控硅，導致電控系統輸出異?；驘龤А?/p>

本發明中的精確三相過零信號采集模塊，由精準過零檢測電路轉換電路得到和交流電過零點對應的TTL電平，精準過零檢測電路轉換電路包括限流電阻R1-R6、互感器1-3、過零沿檢測模塊1-3?；鹁€L1-N、L2-N、L3-N兩兩組合，分別通過限流電阻R1-R2、R3-R4、R5-R6對380V交流電進行限流，互感器1-3分別將L1-N、L2-N、L3-N原邊的交流電電流信號轉換成副邊的交流電電流信號，過零沿檢測模塊1-3對交流電信號進行比較整形，輸出01邏輯電平。