[发明专利]一种智能整流桥高冗余度同步信号切换方法

说明书

本发明提供一种智能整流桥高冗余度同步信号切换方法，包括获取来自所有整流桥的三相同步信号；驱动触发脉冲的同步信号来自本地，则本地同步信号故障后立即启动同步信号切换；驱动触发脉冲的同步信号来自其余智能整流桥，本地同步信号正常，如果驱动触发脉冲的同步信号与本地同相同步信号相比相位偏差超过预置阈值，则启动同步信号切换；本地三相同步信号出现故障，且驱动触发脉冲的同步信号并非来自本地，按照在线控制器提供的同步信号信息选择驱动触发脉冲的同步信号；通过步骤S3的方法启动了同步信号切换，则切换后1秒内暂停接受在线控制器的同步信号协调。本发明提高高冗余度同步方案的故障响应速度，提高系统的可靠性。

技术领域

本发明属于电力变换领域，具体为一种智能整流桥高冗余度同步信号切换方法。

背景技术

如图1所示，大功率电力电子装置通常需要使用多个可控硅三相整流桥并联输出，常规智能整流桥能够根据控制器输出的控制角数据自行生成触发脉冲，而用于驱动触发脉冲一般使用本地三相同步中的一相。测试表明，对于50Hz工频信号不同智能整流桥的同一相同步信号时间偏差很小，约10μs左右，而不同相的同步信号即使加上120°时间补偿，时间偏差仍然较大，可能达到50μs以上。所以智能整流桥尽量在控制器的协调下使用同一相同步信号。

同步信号接入整形电路后由正弦波整形成为方波信号接入CPU。在同步信号突变点(上升沿或者下降沿)触发了CPU中断后在中断服务程序记录中断时刻，可以据此计算周期和相对相位。如图2所示：三相同步信号分别接入CPU的3个引脚，设置引脚电平由低变高的上升沿触发定时器的捕获中断，那么在引脚电平突变的上升沿定时器锁存当前定时器计数值并进入中断服务程序计算周期和相角差。同一路同步信号2次中断时刻的时间差就是周期T，不同同步信号中断时刻的时间差dT可以根据周期折算成相角差。图2中AB两相的相角差折算成角度为

阳极电压一般经过图3a所示的同步变压器降幅隔离后才能接入整形电路。正常时任意两相之间相角差约120°，得到的同步方波如图2所示。而同步变压器原方(A、B、C)某相断线后，副方有两相同步信号相位发生偏移。这两个故障相相位一致，故障相与正常相的相差约180°。图3b给出了同步变压器原方C相断线时的同步方波，此时仅A相同步信号正常。

同步变压器原方断线故障可以通过三相相角差比较判断，如果相角差超过150°且小于210°，且故障现象持续达到2个周期即可触发软件中的同步断线保护，如果是驱动触发脉冲的同步信号出现故障，同步断线保护还将启动同步信号切换，使用相位正常的同步信号驱动触发脉冲，保证驱动触发脉冲的相位正常。

而专利申请201910223958.X提供了另一种同步方案：通过通信网络将本地三相同步信号共享给其余智能整流桥，所有智能整流桥在控制器协调下使用来自同一个智能整流桥的同一相同步信号驱动触发脉冲。此方案中不同智能整流桥驱动脉冲的同步信号存在的时间偏差主要由通信延时造成，基本可用忽略不计。

但是此方案的同步断线故障响应比常规方案要慢，需要故障源所在的智能整流桥判断出故障后通过通信传递给其余智能整流桥启动切换，比常规方案增加了一个通信延时。而且控制器如果晚于智能整流桥收到同步故障信息，会造成由控制器协调的同步相信息未及时刷新，而控制器协调的同步相信息优先级高于自选同步相，可能造成同步相切换的进一步延迟，导致智能整流桥输出产生较大的扰动。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种智能整流桥高冗余度同步信号切换方法，通过智能整流桥自行切换故障同步相来提高高冗余度同步方案的故障响应速度，同时增加同步变压器副方断线保护，提高系统的可靠性。

本发明的技术方案：

一种智能整流桥高冗余度同步信号切换方法，智能整流桥包括三相整流桥、配置了FPGA和CPU的控制器，智能整流桥的控制器之间经通信网络连接，智能整流桥高冗余度同步信号切换方法包括以下具体步骤：