[发明专利]一种数字式精确三相同步信号采集及移相触发系统

说明书

本发明公开了一种数字式精确三相同步信号采集及移相触发系统，具有精确三相过零信号采集模块从三相交流电获得过零同步信号；数字干扰滤波模块对过零同步信号进行干扰滤除；延时补偿模块对三相过零信号采集模块、干扰滤波模块信号处理过程中产生的时延进行补偿；同步参数测量和故障识别模块，对工频周期、电压电流参数进行测量，对断相、短路等故障信号进行识别；工作流程控制模块控制控制电控系统的励磁、消磁等工作流程及时序；移相参数计算和数字补偿模块计算触发时间参数；可控硅脉冲触发模块根据触发时间参数控制触发脉冲输出；本发明采用数字式同步信号采集和滤波方法，具有触发精度高，参数一致性好的特点；采用了数字去抖的方法消除毛刺等干扰信号对过零信号检测的影响；对负载加载启动过程中的启动检测、可控硅触发输出保护等电路增加了工作电路的可靠性。

技术领域

本发明涉及电气自动化技术领域，尤其涉及一种数字式精确三相同步信号采集及移相触发系统。

背景技术

电磁铁及其配套的电控系统应用相当广泛。此类电控系统一般采用基于小规模集成芯片的模拟电路实现同步信号采集及移相触发，这类电路把同步变压器送来的信号转换为锯齿波信号，再与给定的直流电压相比较来得到移相信号，由于三相锯齿波信号的斜率、占空比和幅度等受分离元器件参数关系密切，比较电路容易受到外部干扰产生误差，移相精度和三相不平衡度较差，造成谐波增加，对电网污染加重。由于移相精度较差，在某些对电压稳定度要求较高的使用场合已不能满足要求。

现有的同步信号采集及移相触发系统主要存在三个缺点。第一，模拟电路容易受到外部干扰产生误差，移相精度和三相不平衡度较差，造成谐波增加，对电网污染加重；第二，由于移相精度较差，在某些对电压稳定度要求较高的使用场合已不能满足要求；第三，保护措施缺乏，现场故障率高。

此外，现有的数字式移相触发电路采用FPGA或者CPLD等逻辑电路实现，仅能实现基本的逻辑控制功能，不能适应电网频率变化，不利用复杂的参数计算和各种保护措施的灵活实现，导致故障率极高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种数字式精确三相同步信号采集及移相触发系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种数字式精确三相同步信号采集及移相触发系统，包含数字式精确三相过零信号采集模块、数字干扰滤波模块、延时补偿模块、同步参数测量和故障识别模块、工作流程控制模块、移相参数计算和数字补偿模块、可控硅脉冲触发模块等组成。

精确三相过零信号采集模块从三相交流电获得过零同步信号；数字干扰滤波模块对过零同步信号进行干扰滤除；延时补偿模块，对三相过零信号采集模块、干扰滤波模块信号处理过程中产生的时延进行补偿；同步参数测量和故障识别模块，对工频周期、电压电流参数进行测量，对断相、短路等故障信号进行识别；工作流程控制模块控制控制电控系统的励磁、消磁等工作流程及时序，励磁过程具有负荷加载保护功能，即在负荷加载过程中，为保证启动平缓，具有启动检测、启动曲线控制过程；移相参数计算和数字补偿模块，计算触发时间参数，对数字信号滤波和补偿逻辑电路处理过程中产生的延时进行补偿，得到补偿时间值，利用补偿时间值对补偿触发时间参数；可控硅脉冲触发模块，根据触发时间参数控制触发脉冲输出；具有超时自动归零关闭输出的保护电路，防止功率驱动器一直驱动可控硅，导致电控系统输出异常或烧毁。

本发明中的精确三相过零信号采集模块，由精准过零检测电路转换电路得到和交流电过零点对应的TTL电平，精准过零检测电路转换电路包括限流电阻R1-R6、互感器1-3、过零沿检测模块1-3。火线L1-N、L2-N、L3-N两两组合，分别通过限流电阻R1-R2、R3-R4、R5-R6对380V交流电进行限流，互感器1-3分别将L1-N、L2-N、L3-N原边的交流电电流信号转换成副边的交流电电流信号，过零沿检测模块1-3对交流电信号进行比较整形，输出01逻辑电平。