[发明专利]将单相电源变换为三相电源的控制方法及其装置

摘要

一种将单相电源变换为三相电源的控制方法，实时检测线路中的负载电流和负载电压，计算出负载电流和负载电压的幅值和相角以及负载功率因素；然后得到为保持三相对称电压应该在其它两相间接入的电纳值，计算该两相间晶闸管控制电抗器分别应该提供的电纳值，并由此电纳值计算两相间晶闸管的触发角，脉冲发生单元根据同步电压信号和两相间晶闸管的触发角，向晶闸管发出满足晶闸管可靠触发一定宽度的触发脉冲。本发明提出的装置结合了传统的基于并联电容电感的方法和广泛应用于静止型动态无功补偿装置和高压直流输电系统中的晶闸管相控技术，它的显著特点是能够根据负载的变化，实时调整晶闸管的触发角以获得稳定的三相对称电压。

主权项

1.一种将单相电源变换为三相电源的控制方法，其特征在于实时检测线路中的负载电流和负载电压，计算出负载电流和负载电压的幅值和相角以及负载功率因素；然后得到为保持三相对称电压应该在其它两相间接入的电纳值，计算该两相间晶闸管控制电抗器分别应该提供的电纳值，并由此电纳值计算出两相间晶闸管的触发角，脉冲发生单元根据同步电压信号和两相间晶闸管的触发角，向晶闸管发出满足晶闸管可靠触发一定宽度的触发脉冲；根据傅立叶算法，对于电压基波分量，有$\left\{\begin{array}{c}{a}_{u1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}u\left(k\right)\cos \frac{2\mathrm{\pi k}}{N}\\ b_{u1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}u\left(k\right)\sin \frac{2\mathrm{\pi k}}{N}\end{array}\right.---\left(a\right)$ 其中：u(k)-电压实时采样值； N-采样点数；对于电流基波分量，有$\left\{\begin{array}{c}{a}_{i1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}i\left(k\right)\cos \frac{2\mathrm{\pi k}}{N}\\ b_{i1}=\frac{2}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}i\left(k\right)\sin \frac{2\mathrm{\pi k}}{N}\end{array}\right.---\left(b\right)$ 其中：i(k)-电流实时采样值； N-采样点数；由此可以得到计算负载电压和负载电流的幅值和相角的计算公式：式中：U1-负载电压基波幅值； u-负载电压基波相角；式中：I1-负载电流基波幅值； i-负载电流基波相角；由式(c)和(d)，可以求得负载功率因素：cos＝cos(i-u) (e)式中：cos-负载功率因素；(3)根据公式(a)计算为保持三相电压对称BC、AC间应该接入的电纳值；式中：U1-负载电压基波幅值； I1-负载电流基波幅值； -电压电流相角差； Bbcc-BC相间应该接入的电纳值； Bacc-AC相间应该接入的电纳值；(4)计算BC、AC相间晶闸管控制电抗器应该提供的电纳值；$\left\{\begin{array}{c}{B}_{\mathrm{tcr}·\mathrm{bc}}=B_{\mathrm{bc}}^c+B_{\mathrm{bc}}^{\mathrm{fc}}\\ B_{\mathrm{tcr}·\mathrm{ac}}=B_{\mathrm{ac}}^c+B_{\mathrm{ac}}^{\mathrm{fc}}\end{array}\right.---\left(g\right)$ 其中：Bbcfc-BC相间固定接入的滤波器组的导纳； Bacfc-AC相间固定接入的滤波器组的导纳； Btcr·bc-BC相间晶闸管控制电抗器应该提供的电纳值； Btcr·ac-AC相间晶闸管控制电抗器应该提供的电纳值；(5)计算BC、AC相间晶闸管的触发角；将式(g)计算的电纳值代入下式，$B_L\left(\alpha \right)=-\frac{2(\pi -\alpha )+\sin 2\alpha }{\pi X_L}---\left(h\right)$ XL-晶闸管控制电抗器的基波阻抗值；α-晶闸管触发角；BL-晶闸管控制电抗器输出的电纳值；(6)脉冲发生单元根据接受的同步电压信号和(h)计算的触发角，向晶闸管发出满足晶闸管可靠触发一定宽度的触发脉冲。