[发明专利]磁控电抗器脉冲控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种磁控电抗器脉冲控制装置及方法，包括3路AD调理电路、电源处理模块、上位机、MCU、脉冲放大模块、6路脉冲驱动电路和磁控电抗器，MCU分别与3路AD调理电路、电源处理模块、上位机和脉冲放大模块电连接，6路脉冲驱动电路均分别与脉冲放大模块和磁控电抗器电连接，3路AD调理电路与三相同步电压电连接，电源处理模块与24V直流电源电连接。本发明具有成本低、精度高、分辨低、元器件易于采购的特点。

技术领域

本发明涉及磁阀式磁控电抗器技术领域，尤其是涉及一种成本低、精度高、分辨率高的磁控电抗器脉冲控制装置及方法。

背景技术

随着现代电力电子技术的飞速发展，大量大功率、非线性负荷接入电网中，使得电网供电质量受到了严重威胁。特别是一些像电弧炉、轧机、整流桥等非线性和冲击性负荷的大量使用是导致电能质量恶化的最主要来源，造成了一系列严重的影响。

磁阀式可控电抗器，简称MCR，与高压电容器组组成动态无功补偿装置具有快速、平滑调节的特点，应用广泛，特别适合大容量、高电压场合。MCR与固定电容器组并联后接入系统中，电容器组提供固定容性无功Qc，补偿电抗器输出容量Ql从0～100％无级可调，则SVC系统无功补偿容量Qsvc＝Qc-Q1，实现SVC无功补偿无级可调。MCR型SVC最重要的性质是稳定电网端电压，快速响应无功的变化以及能进行分相补偿无功能力，平衡三相电网。在大型的具有冲击性、快速负荷变化、非对称、非线性负荷的动态无功补偿领域得到了广泛的应用。SVC装置有效地抑制和改善这些负荷所引起的电能质量问题，在解决电压畸变、电压波动和闪变问题上，具有显著的作用。

磁阀式可控电抗器的原理是利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，其内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高。

单相可控电抗器采用如图四柱铁心结构，在中间两工作铁心柱上分布着多个小截面段，在电抗器的整个容量调节范围内，仅有小截面段铁心磁路工作在饱和区，而大截面段始终工作于未饱和线性区，其上套有线圈。

磁控电抗器的小截面饱和程序越高，MCR输出电流越大，即输出容量越大。控制器发出6路脉冲控制6个晶闸管导通角大小，导通角越大，小截面直流励磁电流越大，小截面饱和程度越高，MCR输出容量越大。励磁线圈工作电压范围一般为100～1000VAC，同时励磁线圈阻抗极低，在实际应用过程中，由于控制器发出的6路脉冲相位稍有偏差，即引起MCR各相输出电流相差极大，引起三相电流不平衡。

中国专利CN201310120844.5公开了一种基于TC797A芯片的脉冲触发装置，具有集成度高的特点，但芯片成本高，采购难，且不能实现分相补偿功能。

中国专利CN201410054490.3公开了一种基于单片机ATMEGA16L2的触发方法，但其控制分辨率较低只有1.3°。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的磁控电抗器成本高、精度低、分辨率低的不足，提供了一种成本低、精度高、分辨率高的磁控电抗器脉冲控制装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁控电抗器脉冲控制装置，包括3路AD调理电路、电源处理模块、上位机、MCU、脉冲放大模块、6路脉冲驱动电路和磁控电抗器，MCU分别与3路AD调理电路、电源处理模块、上位机和脉冲放大模块电连接，6路脉冲驱动电路均分别与脉冲放大模块和磁控电抗器电连接，3路AD调理电路与三相同步电压电连接，电源处理模块与24V直流电源电连接。

3路AD调理电路用于对三相同步电压进行采样，电源处理模块用于对24V直流电源进行处理，转换成10V电压；6路脉冲驱动电路用于给磁控电抗器提供驱动脉冲。

本发明具有成本低、精度高、分辨低、元器件易于采购的特点。