[发明专利]单相或多相交流电流调节器的控制方法及装置

说明书

本发明涉及利用半导体整流器件的相位边际控制对单相或多相交流电流调节器进行控制的方法及装置。

为了对交流电网供给电负载的功率进行调节使用了交流电流调节器，它利用半导体整流器件的相应边际控制方式进行控制。特别是在交流由动机工作时需要改变电动机的运行条件：例如对开启和关断电源电动机起动或减速状态时的不同负荷需对提供给该电动机的功率进行控制，以使电网、电动机及传动部件受到保护以免过负荷。

在英国专利说明书（GB-2084359）中公开了一种用于交流电动机的交流电流调节器的控制装置，在其中例如改善了电动机在低负荷时产生的不利的功率因素。为此对电动机在每个供电相上设置了可控制的半导体整流器件，特别是一个双向晶闸管或者一个反向并联的晶闸管电路，它们经过相位边际控制实现了对电动机按真实运行条件有关地提供功率。在这个公知的装置中这样地实现功率因数的改善：在一个控制装置中检测出每相的电压与电流之间的相位差，并利用一个相应加大的触发角（也即每相电流过零点与触发时间点之间经过的时间）以减小上述相位差。在公知的装置中应用了电流过零点作为求得触发时间点的时间参考值，该电流过零点是利用经过双向晶闸管降落的电压的测量获得的。这个电压被输送到一个比较器上，该比较器的输出端的状态与双向晶闸管的导通状态相对应。该电流过零点因而与比较器输出信号的一个边沿相对应，由该边沿并借助于一个单稳触发器产生出一个用于与供电电压过零同步的门框电压的采样脉冲。由一个从外部经由电位器输入的参考电压值中减去这个门框电压的采样值并输送到一个差分放大器的反向输入端上，该差分放大器的输出电压再与门框电压一起传送到另一个比较器上，该放大器经过一个连接于后的触发脉冲发生器，在门框电压超过差分放大器的输出电压时产生出第一触发信号。通过这种电路于是使电机电流及电机电压间的相位移及其功率因数稳定在某一数值上，该值是经由在电位器上调节的参考电压值给出的。

对无中线的、如以星形或三角形连接运转的交流电动机，在相位边际控制中应该注意：始终不断地保持至少二个相同时地导通。在超过60°的触发角时，仅出现这种情况：除去启动触发的一相外应触发另一第二相。该第二相此时由交流电压的相序及启动触发的相来确定。

在公知的装置上这个同时触发通过由六个与门组成的逻辑电路来实现，其中对每相的控制装置设置二个与门。借助于一个相序检测器，将根据交流电压的相序在该相序检测器两个输出导线的一个上输出一个二进位的信号。这些输出导线的每一个均与待启动相的第一触发信号一起输入到不同的与门上，它们的输出端总是向两个其它的双向晶闸管中的一个的控制极提供第二触发信号。

在双向晶闸管或晶闸管的控制极上施加的触发信号必须有足够的时间宽度，以保证相应的电路的可靠触发。它是这样来实现的：以经验值为根据确定一个固定的时间长度，该时间长度足够的大，能导致对所有运行条件时的触发。但是一个太宽的触发信号时间宽度是不希望的，以避免引起在前面连接的触发信号放大器的过载，尤其是触发信号变压器的过载。在实践中对于触发信号时间宽度的参数选择方面总是不能得到满意的协调效果。

本发明现在基于这样的任务：提出一种对单相或多相交流电流调节器的控制方法，其中一方面使触发半导体整流器件用的触发信号足够的宽，以使保证可靠的触发，另一方面触发信号宽度参数可以定得足够的窄，以免于触发信号放大器的过载;此外还提出一种装置，它适合于实施这种方法。

上述的任务根据本发明是分别利用权利要求1及3的特征解决的。即为：用于相位边际控制的第二触发信号具有可变的时间宽度，它由延时的第一触发信号导出，第一触发信号具有给定的时间宽度，并且第二触发信号至少差不多在被触发相中电流重新上升时结束，以保障在触发脉冲足够宽的情况下，触发可用不超过必须的时间宽度的脉冲实现。

为了实施该方法的一种装置包括：指示被触发电流重新上的装置，并由它将一个相应的电信号传送给一个装置;该装置利用这个电信号以提供出时间上相应被限制的触发信号。

为了进一步地说明本发明给出了以下的附图;

图1：以电路框图表示的实施根据本发明方法的一个装置;

图2至4：触发过程使用的电信号，各个均以对时间变化的波形图表示;

图5：实施本发明方法优选构思的另一种装置，它用电路框图表示;

图6至9：进一步说明图5实施形式的所属电信号的随时间变化的波形图;

图10：为了实施本发明方法的一个特别优选的用于交流电路的装置。