[发明专利]一种三相交流调压数字化控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相交流调压数字化控制装置，还涉及一种三相交流调压数字化控制方法，属于电力调压技术领域。

背景技术

三相交流调压是电力电子技术中必不可少的部分，但如今大部分的三相交流调压装置均为模拟电路控制，控制方法老旧，控制精度不高且调试麻烦。因此针对以上方面，需要对现有技术进行改进、革新。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种三相交流调压数字化控制装置，解决现有技术中采用模拟电路进行三相交流调压控制控制精度不高、调试不便的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种三相交流调压数字化控制装置，包括上位机、三相变压器、过零检测模块、脉冲触发模块和用于采集负载电压与负载电流的数据采集模块；

所述三相变压器的原边与三相交流电源连接，副边与过零检测模块电连接，同时三相变压器的副边还通过三相整流电路为负载供电；

所述过零检测模块的信号输出端、数据采集模块的信号输出端分别与所述上位机的信号输入端连接，上位机的信号输出端连接所述脉冲触发模块，通过脉冲触发模块控制三相整流电路；

所述数据采集模块采集负载的实测电压信号和实测电流信号，上位机计算实测电压信号与给定电压信号的偏差，经电压环调节控制得到电流控制量，进一步计算电流控制量与实测电流信号的偏差，经电流调节控制得到电压控制量，上位机参考过零检测模块输出的过零点脉冲信号，使脉冲触发模块输出脉冲信号用于控制三相整流电路，实现负载的三相交流调压。

所述过零检测模块、脉冲触发模块和数据采集模块由与所述三相交流电源连接的直流电源模块供电。

所述过零检测模块包括第一过零检测电路、第二过零检测电路、第三过零检测电路和可编程逻辑器件；

所述第一过零检测电路用于检测三相变压器副边的U相-V相的过零点；

所述第二过零检测电路用于检测三相变压器副边的U相-W相的过零点；

所述第三过零检测电路用于检测三相变压器副边的V相-W相的过零点；

所述第一过零检测电路的输出端、第二过零检测电路的输出端、第三过零检测电路的输出端分别与可编程逻辑器件的I/O输入口连接；所述可编程逻辑器件与第一过零检测电路、第二过零检测电路、第三过零检测电路相对应的设有三路I/O输出口。

所述第一过零检测电路、第二过零检测电路、第三过零检测电路分别包括各自的第一光耦器件和第二光耦器件；所述第一光耦器件、第二光耦器件分别包括：各自的发光二极管和与发光二极管对应设置的光敏三极管；

同一过零检测电路中：第一光耦器件的发光二极管和第二光耦器件的发光二极管反向并联于三相变压器副边的对应相之间；第一光耦器件的集电极、第二光耦器件的集电极分别与直流电源模块电连接，同时分别与可编程逻辑器件的I/O输入口连接；第一光耦器件的发射极、第二光耦器件的发射极分别接地；

当第一光耦器件的发光二极管导通时，与之对应的第一光耦器件的光敏三极管导通，第一光耦器件的集电极输出低电平；此时，对应的第二光耦器件的发光二极管截止，第二光耦器件的光敏三极管不通，第二光耦器件的集电极输出高电平；

当第二光耦器件的发光二极管导通时，与之对应的第二光耦器件的光敏三极管导通，第二光耦器件的集电极输出低电平；此时，对应的第一光耦器件的发光二极管截止，第一光耦器件的光敏三极管不通，第一光耦器件的集电极输出高电平；

可编程逻辑器件根据第一光耦器件、第二光耦器件输出的电平信号检测过零点。

所述三相变压器副边还串联有用于保护发光二极管的限流电阻。

各所述第一光耦器件的集电极、第二光耦器件的集电极分别通过各自串联连接的上拉电阻与所述直流电源模块电连接。

所述数据采集模块包括多路电压采集电路和多路电流采集电路。

所述三相整流电路选用三相全控桥式整流模块。

本发明的另一目的在于提供一种三相交流调压数字化控制方法，包括如下步骤：

步骤一：数据采集模块采集负载的实测电流I_f和实测电压U_f；

步骤二：上位机计算给定电压U_ref与实测电压U_f的差值，得到电压误差e₁；

步骤三：根据电压误差e₁，进行电压环调节控制，得到电流控制量I_ref；