專利名稱：風(fēng)冷控制裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)冷控制裝置及其工作方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，IlOkV及以下電壓等級(jí)的變壓器往往采用冷卻風(fēng)扇對(duì)變壓器進(jìn)行冷卻降溫，而冷卻風(fēng)扇的工作狀況直接影響變壓器的帶負(fù)荷能力；并且風(fēng)冷系統(tǒng)還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)冷系統(tǒng)故障主要分為控制回路元件故障，且控制回路故障的原因主要是控制元件采用的是電磁型繼電器，這些分立元件長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性不高，故障率高，抗干擾能力差，導(dǎo)致這些元件經(jīng)常燒毀、損壞，影響風(fēng)冷系統(tǒng)的運(yùn)行，所以如何設(shè)計(jì)一種取代電磁型繼電器來控制整個(gè)風(fēng)冷系統(tǒng)是本領(lǐng)域的技術(shù)難題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適于檢測(cè)環(huán)境溫度以控制風(fēng)冷系統(tǒng)的控制
>J-U ρ α裝直。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種風(fēng)冷控制裝置，包括溫度檢測(cè)傳感器、若干風(fēng)扇、與所述溫度檢測(cè)傳感器相連的適于根據(jù)外界溫度高低控制相應(yīng)數(shù)量的風(fēng)扇工作的PLC模塊。進(jìn)一步，因?yàn)殡姍C(jī)為感性負(fù)載，故在使用過程中會(huì)造成電網(wǎng)的無功功率增大，降低功率因素，所以很有必要對(duì)風(fēng)扇工作時(shí)，利用鏈?zhǔn)絊VG(靜止無功發(fā)生器，也稱為靜止同步補(bǔ)償器)控制裝置，改善電網(wǎng)中的功率因素，因此所述的風(fēng)冷控制裝置，還包括一適于矯正功率因素的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，該鏈?zhǔn)絊VG控制裝置連接于所述風(fēng)冷控制裝置的三相電源的輸入端。進(jìn)一步，為了能自動(dòng)旁路發(fā)生故障的H橋單元電路，以保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作，使所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置繼續(xù)達(dá)到矯正功率因素的目的，所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置包括
H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成，其中，每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路；自動(dòng)旁路電路，設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端，且當(dāng)一 H電橋單元電路發(fā)生損壞時(shí)，將該H電橋單元電路旁路；采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值；分相電流獨(dú)立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角 > ;脈寬調(diào)制電路，與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連，用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角S對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制；即，當(dāng)損壞的H電橋單元電路旁路后，該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變?cè)摀p壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。進(jìn)一步，所述分相電流獨(dú)立控制電路，包括
鎖相環(huán)，根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位；無功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出；有功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量，同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實(shí)際的有功電流輸出；瞬時(shí)電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流，并通過控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角,5。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的風(fēng)冷控制裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)利用PLC模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器電路，避免了繁瑣的接線以及繼電器故障率高的缺陷；(2)根據(jù)溫度進(jìn)行風(fēng)扇數(shù)量的控制，在溫度較低的冬天可以不啟動(dòng)風(fēng)扇或者少量的風(fēng)扇，溫度較高的夏天就需要啟動(dòng)全部的風(fēng)扇散熱，節(jié)約了大量的電能，也延長(zhǎng)了電機(jī)的壽命；(3)利用所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，矯正由于電機(jī)工作造成電網(wǎng)的功率因素下降的問題，提高了變壓器的利用率；(4)在所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置中設(shè)有備用H橋單元電路，能再一H橋單元電路發(fā)生故障時(shí)，把該故障的H橋單元電路自動(dòng)旁路，并且保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作，即，矯正電網(wǎng)功率因素；(5)并且在該H橋功率模塊發(fā)生損壞時(shí)，無需停機(jī)檢修，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定；(6)脈寬調(diào)制電路調(diào)節(jié)發(fā)生損壞的一相H橋功率模塊的調(diào)制波，有效的避免了諧波產(chǎn)生；
(7)通過分相電流獨(dú)立控制實(shí)現(xiàn)了三相電源不平衡輸出的補(bǔ)償問題。本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種適于自動(dòng)旁路故障H橋單元電路，以保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置的工作方法。為了解決上述問題，本發(fā)明在所述風(fēng)冷控制裝置的基礎(chǔ)上還提供了一種適于鏈?zhǔn)絊VG控制裝置的工作方法，包括
A :當(dāng)一 H電橋單元電路損壞時(shí),相應(yīng)的自動(dòng)旁路電路旁路該H電橋單元電路； B:所述脈寬調(diào)制電路在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變所述損壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形；
所述分相電流獨(dú)立控制電路的工作方法包括如下步驟
(1)通過鎖相環(huán)根據(jù)輸入的所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位；
(2)根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出；
(3)根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量，同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實(shí)際的有功電流輸出；
(4)用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流，并通過控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置的工作方法具有如下優(yōu)點(diǎn)
(I)通過每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路，使H橋功率模塊發(fā)生損壞時(shí)，自動(dòng)旁路故障模塊，無需停機(jī)檢修；(2)脈寬調(diào)制電路調(diào)節(jié)發(fā)生損壞的一相H橋功率模塊的調(diào)制波，有效的避免了諧波產(chǎn)生；(3)通 過分相電流獨(dú)立控制實(shí)現(xiàn)了三相電源不平衡輸出的補(bǔ)償問題。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖I本發(fā)明的風(fēng)冷控制裝置結(jié)構(gòu)框 圖2本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置結(jié)構(gòu)框 圖3本發(fā)明的H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器的電路結(jié)構(gòu) 圖4本發(fā)明的分相電流獨(dú)立控制電路的結(jié)構(gòu)框 圖5本發(fā)明的載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制的波形 圖6本發(fā)明的發(fā)生H電橋單元模塊發(fā)生故障前的脈沖生成時(shí)序；
圖7本發(fā)明的第一種故障H電橋單元模塊被旁路后的脈沖生成時(shí)序；
圖8本發(fā)明的第二種故障H電橋單元模塊被旁路后的脈沖生成時(shí)序。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
實(shí)施例I
如圖I所示，一種風(fēng)冷控制裝置，包括溫度檢測(cè)傳感器、若干風(fēng)扇、與所述溫度檢測(cè)傳感器相連的適于根據(jù)外界溫度高低控制相應(yīng)數(shù)量的風(fēng)扇工作的PLC模塊。在溫度較高的夏天，變壓器的發(fā)熱量巨大，所以傳感器檢測(cè)溫度達(dá)到60攝氏度的時(shí)候，所有的風(fēng)扇都工作；在溫度較低的冬天，由于環(huán)境溫度較低，所以變壓器的發(fā)熱量不高的情況下，可以少開或者不開風(fēng)扇。如圖2所示，風(fēng)冷控制裝置還包括一適于矯正功率因素的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，該鏈?zhǔn)絊VG控制裝置連接于所述風(fēng)冷控制裝置的三相電源的輸入端。如圖2、3所示，所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置包括
H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成，其中，每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路；
自動(dòng)旁路電路，設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端，且當(dāng)一 H電橋單元電路發(fā)生損壞時(shí)，將該H電橋單元電路旁路；
采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值，該瞬時(shí)值包括電壓和電流的幅值、周期；
分相電流獨(dú)立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角ri ;
脈寬調(diào)制電路，與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連，用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角S對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制；8卩，當(dāng)損壞的H電橋單元電路旁路后，該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變?cè)摀p壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。見圖4，所述分相電流獨(dú)立控制電路，包括
鎖相環(huán)，根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位；
無功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出；
有功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量，同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓 參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實(shí)際的有功電流輸出；
瞬時(shí)電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流，并通過控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角3。其中參考電流為期望的補(bǔ)償電流，直流電壓參考值為期望的補(bǔ)償電壓。所述脈寬調(diào)制電路涉及SPWM脈寬調(diào)制法，該SPWM脈寬調(diào)制法是用一正弦波做調(diào)制波，以F倍于正弦調(diào)制波頻率的三角波做載波進(jìn)行波形比較而產(chǎn)生的一組幅值相等，寬度正比于正弦調(diào)制波的矩形脈沖列來等效正弦波，從而控制開關(guān)器件(即多電平逆變器中的開關(guān)器件)的通斷。本發(fā)明采用載波三角波移相SPWM控制和載波三角波層疊式SPWM控制的混合控制算法從整體而言，各H電橋單元電路之間采用載波三角波移相SPWM控制，而單個(gè)H電橋單元電路采用層疊式SPWM控制的方法，這種調(diào)制方法，輸出諧波含量小，開關(guān)頻率低，且能夠很好地解決逆變效率低的問題。載波三角波移相SPWM控制法，是指對(duì)于N個(gè)H電橋單元電路，采用N個(gè)相位不同，但頻率和幅值相同的載波三角波與同一個(gè)正弦調(diào)制波進(jìn)行比較，產(chǎn)生出N組SPWM控制脈沖波形分別去控制N個(gè)H橋，使各個(gè)H電橋單元電路都輸出基波電壓相同的SPWM電壓波形，然后再將這N個(gè)H電橋單元電路輸出的SPWM電壓波形進(jìn)行疊加而合成出SPWM多電平電壓波形。N個(gè)載波三角波的初相位角應(yīng)該依次移開一個(gè)角度，若采用雙極性載波三角波，這個(gè)角度為《 = 7/X ;若是單極性載波三角波，角度為a : 2TTfX。載波三角波層疊式SPWM控制法是應(yīng)用比較早的一種多電平逆變器的SPWM調(diào)制法。載波三角波層疊式SPWM調(diào)制法可以分為兩種，即單層層疊式SPWM調(diào)制法和多層層疊式SPWM調(diào)制法，該兩種方法都能達(dá)到本專利的技術(shù)效果。載波三角波單層層疊式SPWM調(diào)制法根據(jù)兩個(gè)三角載波的相位關(guān)系又可分為載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個(gè)載波三角波的相位相反)和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個(gè)載波三角波的相位相同)。載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法這兩中調(diào)制方法沒有什么優(yōu)劣之分，本發(fā)明采用載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法。在載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法中，兩個(gè)載波三角波和的相位相 同，其工作波形如圖5所示。其中和為橫軸上、下層的載波三角波，為正弦調(diào)制
波。用正弦波與三角波進(jìn)行比較，在正弦波^大于三角波的部分會(huì)產(chǎn)生輸出SPWM脈沖，在
正弦波4小于三角波的部分會(huì)產(chǎn)生輸出電壓的零脈沖。由于與％:是同相的，也就是說
-a與七不對(duì)稱于坐標(biāo)橫軸，所以通過正弦波與三角波的比較，產(chǎn)生的輸出電壓SPWM波形的正半周與負(fù)半軸是不相同的。任取一個(gè)H電橋單元電路進(jìn)行研究，從功率角度分析。設(shè)為H電橋單元電路的輸出電壓，2、為相電流，Λ為輸出電壓和相電流的夾角，則H電橋單元電路吸收的有功功率為,可見,通過改變H電橋單元電路輸出電壓大小、相電流大小以及它
們之間的夾角就能夠改變H橋吸收的有功功率。因?yàn)橄嚯娏?:的大小和方向固定，所以只能改變H電橋單元電路輸出電壓的大小和方向，即對(duì)應(yīng)到脈寬調(diào)制電路輸出的調(diào)制比M和移相角Θ。鏈?zhǔn)絊VG的控制策略采用分層的控制結(jié)構(gòu)上層控制主要確定總的有功和無功功率，下層控制主要是調(diào)節(jié)有功在該相各H橋之間的合理分配，保證直流側(cè)電容電壓平衡。本發(fā)明上層控制的方法采用分相電流獨(dú)立控制，計(jì)算出期望的調(diào)制波的調(diào)制比和相位角，將各橋直流側(cè)電壓的誤差量化為正弦函數(shù)疊加在該H電橋單元電路的調(diào)制波上，對(duì)每一個(gè)H電橋單元電路的調(diào)制波相位進(jìn)行微調(diào)，調(diào)節(jié)有功在各H電橋單元電路之間的分配。鏈?zhǔn)絊VG的三相直流側(cè)不存在耦合關(guān)系，因而可以實(shí)現(xiàn)分相控制，對(duì)三相系統(tǒng)分別補(bǔ)償，對(duì)平衡系統(tǒng)和不平衡系統(tǒng)都會(huì)有比較好的補(bǔ)償效果。前段中提出的控制策略，其上層控制采用電流狀態(tài)完全解耦控制，暫態(tài)響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，但是控制器設(shè)計(jì)時(shí)只考慮了三相平衡時(shí)的情況，并沒有考慮到三相系統(tǒng)不平衡的問題。對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量調(diào)查表明，電網(wǎng)電壓或多或少存在相位或者幅值的不對(duì)稱，也就是說在實(shí)際情況中，三相系統(tǒng)大多是不平衡的。自動(dòng)旁路電路，采用自動(dòng)旁路技術(shù)，自動(dòng)旁路技術(shù)就是直接將故障功率模塊交流側(cè)旁路，從而實(shí)現(xiàn)故障模塊與裝置的分離。通過在每個(gè)功率單元模塊的輸出側(cè)設(shè)置一個(gè)旁路機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)旁路?？梢圆捎迷诟鱄電橋單元電路的輸出端設(shè)有一繼電器，利用控制常開和常閉狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)故障H電橋單元電路與該相H橋功率模塊分離；也可以采用整流橋和晶閘管，各H電橋單元電路的輸出端連接到兩對(duì)二極管組成的整流橋，所以晶閘管始終處于正向壓降下。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到功率模塊內(nèi)部故障時(shí)，立即封鎖IGBT脈沖，并觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)旁路分離；或者采用雙向晶閘管。當(dāng)某一相H橋功率模塊中有故障H電橋單元電路被旁路以后，如果脈寬調(diào)制電路輸出的正弦調(diào)制信號(hào)的脈沖發(fā)送還是按照正常運(yùn)行時(shí)發(fā)送，而該鏈?zhǔn)絊VG控制系統(tǒng)的輸出卻只有N個(gè)H電橋單元電路輸出電壓疊加，諧波含量將會(huì)增加。因此，對(duì)于剩下的N個(gè)非故障H電橋單元電路，調(diào)制策略需作相應(yīng)的調(diào)整。因?yàn)檩d波三角波層疊式SPWM只是在單個(gè)H電橋單元電路內(nèi)部起作用，因此故障模塊分離對(duì)載波三角波層疊式SPWM調(diào)制沒有影響，只對(duì)載波三角波移相SPWM造成影響。所以，為了方便分析，只對(duì)載波三角波移相SPWM進(jìn)行分析。設(shè)N+1個(gè)H電橋單元電路串聯(lián)時(shí)，該鏈?zhǔn)絊VG控制系統(tǒng)的載波頻率為1/T。，采樣周期為Ts，載波為單極性時(shí)，采樣周期Ts = Tc/[2(N+1)]。下面給出故障H電橋單元電路分離后兩種常用的調(diào)整方法。第一種方法T。不變，Ts變化
為了簡(jiǎn)化分析，選擇故障前，設(shè)所述多電平逆變器個(gè)數(shù)為η+1=6，則各相H橋功率模塊的采樣周期 Ts=Te/12，在 0/6Ts、TS/7TS、2TS/8TS、3TS/9TS、4TS/10TS、5TS/11TS 時(shí)刻一次采樣調(diào)制波，并比較生成相應(yīng)的觸發(fā)脈沖，如圖6所示。若某一 H電橋單兀電路因發(fā)生故障被分離后(假設(shè)第一個(gè)H電橋單兀電路被分離)，如不對(duì)調(diào)制策略作相應(yīng)調(diào)整，則剩余N個(gè)非故障H電橋單元電路的脈沖生成時(shí)序如圖7(a)所示。從圖中可以看出H電橋單元電路O和H電橋單元電路2之間的采樣間隔是2TS，但是其他功率H電橋單元電路之間的采樣間隔是Ts，這明顯不符合載波移相SPWM調(diào)制的基本原理。SVG裝置的輸出電壓的諧波含量必然增加。 設(shè)載波周期不變，仍然為T。，但是將采樣周期在T。內(nèi)重新調(diào)整。如圖7(b)所示，由于故障后，所述多電平逆變器的數(shù)量變?yōu)?，從而調(diào)制后的采樣周期為Ts’ =Te/10。這樣將產(chǎn)生N=5的完整的載波移相輸出脈沖。該方法通過改變故障相(發(fā)生故障的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊)的采樣周期來調(diào)整該相載波移相SPWM的開關(guān)調(diào)制策略。對(duì)該相來說，可以起到很好的調(diào)節(jié)作用。第二種方法T。變化，Ts不變
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)H電橋單元電路發(fā)生故障被分離時(shí)，保持采樣周期Ts不變，調(diào)整該相的載波三角波周期。如圖8所示。調(diào)整后故障相的載波周期為Tc’，保持其他非故障相的載波周期Tc不變。調(diào)整后的脈沖時(shí)序如圖8 (b)所示在0/5Ts、Ts/6Ts、2Ts/7Ts、3Ts/8Ts、4Ts/9Ts時(shí)刻，一次采樣調(diào)制波生成H橋功率模塊的觸發(fā)脈沖。這樣，得到了完整的N=5的載波移相SPWM脈沖調(diào)制波形。由于故障相的采樣周期在故障模塊分離前后沒有改變，故障分離后，仍能保證三相電流采樣的同步性。所述分相電流獨(dú)立控制電路的工作方法。見圖4，圖中Vid、％、I:、為采集電路采集到三相電壓瞬時(shí)值；(pab、^、φζα為PLL跟蹤到的三相電源的電壓相位；I:、4、c、為各相無功電流參考值;、α為各相η橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓
平均值；Uef直流側(cè)電容的電壓參考值；u、ibc、為采集電路采集到三相電流瞬時(shí)值；
通過相應(yīng)的PI控制器可以計(jì)算SVG輸出電壓的參考信號(hào)，再進(jìn)一步根據(jù)瞬時(shí)無功理論計(jì)算出相應(yīng)的各相無功電流參考值和直流側(cè)電容的電壓參考值。上述獲得各相無功電流參考值和直流側(cè)電容的電壓參考值的具體方法詳見文獻(xiàn)楊君，王兆安，邱關(guān)源.單相電路諧波及無功電流的一種檢測(cè)方法[J]，電工技術(shù)學(xué)報(bào)，1996(3)，11(3) :42-46 ;蔣斌，顏鋼鋒，趙光宙.單相電路瞬時(shí)諧波及無功電流實(shí)時(shí)檢測(cè)新方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2000(11):36-39。實(shí)施例2
見圖2-4，在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上，在所述風(fēng)冷控制系統(tǒng)的三相電源處設(shè)置的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置的工作方法，包括
A :當(dāng)一 H電橋單元電路損壞時(shí),相應(yīng)的自動(dòng)旁路電路旁路該H電橋單元電路；
B:所述脈寬調(diào)制電路在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變所述損壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形；
所述分相電流獨(dú)立控制電路的工作方法包括如下步驟 (1)通過鎖相環(huán)根據(jù)輸入的所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位；
(2)根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出；
(3)根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量，同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實(shí)際的有功電流輸出；
(4)用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流，并通過控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角5。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.ー種風(fēng)冷控制裝置，其特征在于包括溫度檢測(cè)傳感器、若干風(fēng)扇、與所述溫度檢測(cè)傳感器相連的適于根據(jù)外界溫度高低控制相應(yīng)數(shù)量的風(fēng)扇工作的PLC模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)冷控制裝置，其特征在于還包括一適于矯正功率因素的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，該鏈?zhǔn)絊VG控制裝置連接于所述風(fēng)冷控制裝置的三相電源的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)冷控制裝置，其特征在于，所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置包括 H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成，其中，每相H橋功率模塊中增設(shè)至少ー個(gè)備用H電橋單元電路； 自動(dòng)旁路電路，設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端，且當(dāng)ー H電橋單元電路發(fā)生損壞吋，將該H電橋單元電路旁路； 采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值； 分相電流獨(dú)立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角δ ; 脈寬調(diào)制電路，與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連，用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制；S卩，當(dāng)損壞的H電橋單元電路旁路后，該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變?cè)摀p壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剰余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)冷控制裝置，其特征在于，所述分相電流獨(dú)立控制電路，包括 鎖相環(huán)，根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位； 無功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與ー無功電流參考值相乗，以得到實(shí)際的無功電流輸出； 有功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量，同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乗，以得到實(shí)際的有功電流輸出； 瞬時(shí)電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流，并通過控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)冷控制裝置的工作方法，包括 所述鏈?zhǔn)絊VG控制裝置的工作方法包括如下步驟 A :當(dāng)一 H電橋單元電路損壞時(shí),相應(yīng)的自動(dòng)旁路電路旁路該H電橋單元電路； B:所述脈寬調(diào)制電路在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變所述損壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剰余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形； 所述分相電流獨(dú)立控制電路的工作方法包括如下步驟(1)通過鎖相環(huán)根據(jù)輸入的所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位； (2)根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與ー無功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出； (3)根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量，同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實(shí)際的有功電流輸出； (4)用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流，并通過控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)冷控制裝置，包括溫度檢測(cè)傳感器、若干風(fēng)扇、與所述溫度檢測(cè)傳感器相連的適于根據(jù)外界溫度高低控制相應(yīng)數(shù)量的風(fēng)扇工作的PLC模塊。本發(fā)明利用PLC模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器電路，避免了繁瑣的接線以及繼電器故障率高的缺陷；根據(jù)溫度進(jìn)行風(fēng)扇數(shù)量的控制，在溫度較低的冬天可以不啟動(dòng)風(fēng)扇或者少量的風(fēng)扇，溫度較高的夏天就需要啟動(dòng)全部的風(fēng)扇散熱，節(jié)約了大量的電能，也延長(zhǎng)了電機(jī)的壽命。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102840160SQ20121036973
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者王慶, 劉江, 郭玉明, 蘇佳華 申請(qǐng)人:江蘇省電力公司常州供電公司, 江蘇省電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司