[发明专利]一种用于变化频率的晶闸管同步信号处理方法

说明书

技术领域

本发明属于大功率变流技术控制领域，具体涉及一种在恶劣信号环境下 准确判断变化频率信号的过零点的方法，此方法也可应用与其他变频信号处 理领域。

背景技术

HL-2A装置是一个受控核聚变实验装置，该装置的极向场线圈电源由一 台125MVA的交流脉冲发电机组供电，为使极向场电源正常工作，电源的晶 闸管控制系统需要在适当的时刻为晶闸管发送触发脉冲，即需要准确判断交 流侧电压同步信号的过零点。然而125MVA发电机组所带的负载均为大功率 变流负载，交流侧电压波形畸变严重，直接取用同步信号容易造成误判断， 发电机带载情况下的输出电压波形如图1所示，波形上可以看到很多会对过 零点判断造成影响的波动。更为特殊的是由于发电机的输出频率随着装置放 电的进行逐渐下降(可在5秒钟内由100Hz降低为80Hz)，为准确判断同步 信号过零点增加了难度。本设计提出了一种能够适应频率变化的方法，能够 在恶劣的信号环境下准确判断信号过零点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于变化频率的晶闸管同步信号处理方法，采 用先滤波、后补偿的方式，补偿相位由DSP根据不同的信号频率进行实时计 算，实现频率跟踪，得出的干净方波信号为大功率晶闸管变流器控制系统提 供准确的同步信号。

本发明是这样实现的，一种用于变化频率的晶闸管同步信号处理方法，其 特征在于：它包括以下步骤，

(1)采用一阶RC低通滤波滤除原同步信号的高频成分，滤波器的截止 频率可选为基波频率的1/3，滤波后的信号将滞后于滤波前；

(2)将滤波后的同步信号经比较器转为方波信号，输入数字信号处理器 DSP，使用DSP中的捕获单元捕获两次方波信号的上升沿，两次上升沿的计 数器值相减得到计数差值，计数器频率除以计数差值得到方波信号的频率；

(3)根据滤波器的截止频率f_H和第(2)步中获得的信号频率f，可以通过计算出该频率下滤波产生的移相，反正切计算采用下式进行：

arctanz=Σn=1∞(-1)nz2n+12n+1=z-z33+z55-z77+···,]]>其中|z|≤1；

由于f/f_H>1，直接用上式计算反正切的结果不收敛，采用下式进行变换， 得到移相角度