一种并联智能整流桥与调节器之间的同步通信方法

摘要

一种并联智能整流桥与调节器之间的同步通信方法，应用于多路并联的三相可控硅智能整流桥的控制，采用光连接器连接调节器与智能整流桥，每个整流桥控制器与调节器之间均设置收、发两条光纤，各智能整流桥由同步信号触发主动向调节器发送采样数据，调节器收到第一帧来自智能整流桥的采样数据后，向所有智能整流桥广播式发送控制信息，并启动内部通信周期记时；调节器收到所有智能整流桥的数据后通信过程结束。本发明公开了控制各整流桥的输出电流均衡的广播式同步通信方法，以达到各智能整流桥输出电流趋于均衡一致，同时避免网络和通信过程造成的故障，保障控制信息一致而不会出现发送控制信息过程中信息被刷新等故障。

说明书

技术领域

本发明涉及电力供电技术，具体说是一种并联智能整流桥与调节器之 间的同步通信方法。

背景技术

大功率电力电子装置通常需要使用多个可控硅三相整流桥并联输出， 由控制器输出触发脉冲，通过并联方式输出到各个整流桥，在整流桥中脉 冲经过放大后触发可控硅导通。利用同步触发信号控制导通角触发可控 硅，虽然阳极电源和触发脉冲是完全相同的，但因为可控硅导通时间不一 致等硬件原因，各整流桥输出的电流并不均衡。

通信网络多使用CAN网，控制器计算的触发角通过“广播”模式发 送到所有智能整流桥，通信效率很高，智能整流桥的接收查询频率只要高 于控制器发送频率就可以及时刷新触发角。如果需要智能整流桥可以向控 制器发送自身状态信息，例如桥臂电流、输出电流、阳极电压、励磁电压 等等，便于控制器可以对整流桥进行状态监测和故障预测，并将相关信息 转给监控系统；或者需要控制器向智能整流桥发送更丰富的信息，以便控 制器故障时智能整流桥可以临时代替控制器工作，维持系统稳定输出， CAN总线就不适用了。因为CAN总线每次最多仅能传送8个数据字节， 要传送这么大的数据量必须采用较高的通信频率。嵌入式控制系统为了保 证控制的可靠性，一般通过状态查询而非中断进行通信。而高频收发一方 面占用了过多CPU资源，另一方面可能对控制会产生不良影响，所以CAN 总线不适合这种大数据量通信应用。

由于输出脉冲的同步问题会造成输出电流的不能均衡，首先是控制器 在给各个智能整流桥发送触发角时刷新了触发角，造成智能整流桥接收到 的触发角不一致。

其次是控制器向各个整流桥依次发送触发角的过程中出现了驱动脉 冲的同步信号中断，这样有的智能整流桥使用新的触发角，有的智能整流 桥使用原有的触发角。

最后是整流桥使用不同同步相驱动，导致触发角更新时刻不一致。整 流桥一般均接入了A、B、C三相同步信号，正常状态下所有整流桥应该 使用同一相同步信号驱动触发脉冲。

如果整流桥使用的某一相同步信号故障，将切换到另一相正常的同步 信号，导致整流桥没有使用统一的同步信号，会有1/3或2/3周期的脉冲 不同步。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种并联智能整流 桥与调节器之间的同步通信方法，使得并联整流桥与调节器之间通过较大 数据量的适当的通信，控制各整流桥的输出电流均衡而不受半导体分散特 性和网络影响，并且避免出现同步故障。

所述并联智能整流桥与调节器之间的同步通信方法，应用于多路并联 的三相可控硅智能整流桥的控制，其特征在于：由调节器通过通信连接器 连接每个智能整流桥，每个智能整流桥设置整流桥控制器以及对各桥臂支 路和输出端进行参数采样的互感器，每一相线路均设同步信号发生器，同 步信号发生器将对应相的交流信号采样整形并输出同步信号到各整流桥 控制器：

所述通信连接器是光连接器，每个整流桥控制器与调节器之间均设置 收、发两条光纤，每一条光纤设有各自独立的光纤接口；各智能整流桥由 同步信号触发主动向调节器发送采样数据，调节器收到第一帧来自智能整 流桥的采样数据后，向所有智能整流桥广播式发送控制信息，并启动内部 通信周期记时；调节器收到所有智能整流桥的数据后通信过程结束；如果 通信过程计时达到预设的时间限制仍然没有收到所有智能整流桥的数据， 则强制结束当前通信周期。

一种调节器应答的实施例为，调节器向各智能整流桥发送的控制信息 包括平均电流值，各智能整流桥根据自身的每相桥臂电流与平均电流的差 调整下一次每相触发脉冲的导通角。

另一种调节器应答的实施例为，调节器向各智能整流桥发送的控制信 息包括控制电流的导通角，各智能整流桥根据自身的每相桥臂电流与当前 导通角设置调整下一次移相触发脉冲的导通角。

优选地，智能整流桥在收到同步信号后以中断方式设置数据发送标 志，主程序查询到数据发送标志后启动对调节器的数据发送，并清除数据 发送标志，整流桥控制器的程序循环周期控制在3ms以内。

调节器在一个同步周期内仅发送一次控制数据，且在一个同步周期内 向各智能整流桥发送的控制数据相同。

进一步地，如果某一智能整流桥当前同步相出现故障，则调节器将在 下传到各个智能整流桥的控制信息中发送同步相切换命令，协调所有智能 整流桥统一切换到正常同步相驱动的整流桥数据发送。

作为实施例，调节器收到第一个数据后启动通信周期定时，并在启动 通信周期定时服务程序中，设置统一应答标志，主程序中根据统一应答标 志发送控制信息，发送控制信息后清除统一应答标志，使得调节器在一次 通信周期中仅发送一次控制信息。

本发明公开了一种并联智能整流桥与调节器之间控制各整流桥的输 出电流均衡的广播式同步通信方法，以达到各智能整流桥输出电流趋于均 衡一致，同时避免网络和通信过程造成的故障，保障控制信息一致而不会 出现发送控制信息过程中信息被刷新等故障。

附图说明

图1是本发明控制结构实施例一示意图。

图2是本发明控制结构实施例二示意图。

图中：1—智能整流桥，2—整流桥控制器，3—互感器，4—通信连接 器，5—调节器，6—同步信号发生器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图1所示，并联智 能整流桥与调节器之间的同步通信结构，应用于多路并联的三相可控硅智 能整流桥的控制，由调节器5通过光连接器连接每个智能整流桥1，每个 智能整流桥设置整流桥控制器2以及对各桥臂支路和输出端进行参数采 样的互感器3，每一相线路均设同步信号发生器6，同步信号发生器将对 应相的交流信号采样整形并输出同步信号到各整流桥控制器2。

每个整流桥控制器与调节器之间均设置收、发两条光纤，每一条光纤 设有各自独立的光纤接口；各智能整流桥由同步信号触发主动向调节器发 送采样数据。

并联智能整流桥与调节器之间的同步通信过程如下，如图2所示：

一、智能整流桥在收到同步信号后以中断方式设置数据发送标志，主 程序查询到数据发送标志后启动对调节器的数据发送，并清除数据发送标 志，以保证在一个同步周期内仅发送一次数据。

整流桥控制器的程序循环周期控制在3ms以内。以保证通信周期内 调节器有足够的时间接收所有智能整流桥的数据。

二、调节器收到第一帧来自智能整流桥的采样数据后，向所有智能整 流桥广播式发送控制信息。基于所有智能整流桥设有独立的光纤接口，所 有智能整流桥可以几乎同步接收到调节器的控制信息。

一种调节器应答的实施例为，调节器向各智能整流桥发送的控制信息 包括平均电流值，各智能整流桥根据自身的每相桥臂电流与平均电流的差 调整下一次每相触发脉冲的导通角。

另一种调节器应答的实施例为，调节器向各智能整流桥发送的控制信 息包括控制电流的导通角，各智能整流桥根据自身的每相桥臂电流换算出 的导通角数据，与接收到的当前导通角设置调整下一次移相触发脉冲的导 通角。

调节器在一个同步周期内仅发送一次控制数据，且在一个同步周期内 向各智能整流桥发送的控制数据相同。

为保证调节器在一个同步周期内仅发送一次控制数据，调节器收到第 一个数据后启动通信周期定时，并在启动通信周期定时服务程序中，设置 统一应答标志，主程序中根据统一应答标志发送控制信息，发送控制信息 后清除统一应答标志。

三、在同步周期内，调节器并启动内部通信周期记时；调节器收到所 有智能整流桥的数据后通信过程结束。

如果通信过程计时达到预设的时间限制仍然没有收到所有智能整流 桥的数据，则强制结束当前通信周期。如果调节器判定与某一个智能整流 桥出现通信故障，实时向上位服务器发送报警信号。

如果某一智能整流桥当前同步相出现故障，则调节器将在下传到各个 智能整流桥的控制信息中发送同步相切换命令，协调所有智能整流桥统一 切换到正常同步相驱动的整流桥数据发送。