[发明专利]A/D转换器的控制操作

说明书

本发明涉及一种具有一个控制系统的A/D转换器，该控制系统可以方便地根据与转换器连接的交流电源系统中产生的谐波控制转换器的运行。

转换器可以是6脉冲型或12脉冲型，它包括6个或12个闸流晶体管或者串联连接的闸流晶体管组，该闸流晶体管或闸流晶体管组通过一个变压器与三相交流电母线相连结，而该母线通过一个负载与一个交流电源连接。

一般而言在连接到母线的旁路中具有至少一个谐波滤波器，从而滤出由转换器产生的特征谐波电流。例如对于一个12脉冲转换器，谐波电流可以为11、13、23、25级等。

在正常运行中，首先假定有一个极平衡的三相交流电系统，并在转换器系统的内部部件也具有极佳的平衡性(如变压器的漏电感)，例如有一个12脉冲转换器产生的交流侧谐波为交流电系统频率的11倍、13倍、23倍、25倍……，直流侧谐波为12次、24次、36次……。

在实际中不可能保证具有如此好的平衡性能，例如由于在交流电系统的三相之间通常存在不平衡的线路阻抗和不均匀的负载，交流电母线电压可能会包含一个逆序基本分量。可以看到在转换器的直流侧会出现一个二次谐波电压分量。这将在直流侧导致产生一个二次谐波电流，由此又会影响由转换器从交流电系统中得到的交流电流，这样它们就会包含三次谐波分量。后者的作用既会在转换器母线本地引起三次谐波电压，也会在交流电系统的远程部分引起三次谐波电压。这些电压的振幅可达额定转换器电流的3％，并会对交流电系统中的其他设备产生不能接受的干扰。

一种能减小此种干扰的公知方法是在交流电母线上设置一个调谐到三次谐波的无源滤波器。然而特别是应将相对较低的频率(三次谐波)过滤掉，因此这样使得成本较高。

本发明总的目的在于提供一种具有一个辅助控制系统的闸流晶体管型A/D转换器，以及一种当在与A/D转换器相连接的交流电系统中出现非平衡状态并不使用与非特征分量相对应的滤波器时，将交流电系统内的电流或电压的非特征分量衰减或抑制为零或较低的值方法。

本发明的具体目的在于提供一种具有一个辅助控制系统的闸流晶体管型A/D转换器及控制该系统的方法，在交流电系统为非平衡状态并不使用三次谐波滤波器时，它能将交流电系统内的三次谐波电流和电压减小到零或较小值。本发明的另一个目的在于提供一种辅助控制装置，该装置也能减少其它低次的交流电流，例如对于一个12脉冲型转换器的4、5、6、7次谐波。

本发明提供了一种与一个交流电源系统相连接的闸流晶体管型A/D转换器，该转换器具有一个主控制系统和一个辅助控制系统，该主控制系统用于给转换器内的多个闸流晶体管提供起始脉冲，该辅助控制系统通过求和节点与主控制系统相连接，由此对来自主控制系统的起始脉冲的定时进行修改；这样就能抑制在交流电系统中由于A/D转换器的运行引起的基频的一个非特征n^th谐波分量，连接的辅助控制系统接收一个表示所述谐波分量的三相输入信号并向求和节点输出一个包含调制的r^th谐波信号的输出信号，辅助控制装置包括一个两轴积分交流电伺服控制装置。

具体地说，辅助控制系统最好包括：

一个三相至两相的转换装置，该装置用于将输入信号转换成两个包含基频和n^th谐波分量的信号，

解调装置，该装置用于将来自转换装置的两个信号进行解调从而产生两个直流信号，这两个直流信号分别与n^th谐波分量的直轴和正交轴分量成正比，

坐标转换装置，该装置用于将来自解调装置的两个直流信号的相位旋转一个相位角λ，

积分装置，该装置用于将来自信号坐标转换装置的相位旋转信号进行积分由此产生两个积分直流信号分量，和

调制装置，该装置用于调制和合并来自信号积分装置的两个积分直流信号分量，从而形成来自辅助控制系统的r^th谐波输出信号。

A/D转换器可包括一个6脉冲或12脉冲转换器。

在一个优选的实施例中，非特征n^th谐波为三次谐波，调制r^th谐波为二次谐波。辅助控制装置具有可手工调整的增益和相位角设定。

可选择的是，辅助控制装置具有增益和相位角设定，该增益和相位角设定可根据转换器内测量的值按照预定的关系进行调节。测量的量可包括转换器直流电压和转换器直流电流。