专利名称：配网电能质量调节器的死区处理方法及其逻辑电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及配网电能质量调节器，尤其是涉及一种配网电能质量调节器的 死区处理方法及其逻辑电路。
背景技术：
由于配网中大量高能耗企业冲击性负荷、波动性负荷和非线性负荷的广泛 使用，配网中普遍存在电压波动与闪变、电压暂降、三相不对称和电力系统谐 波污染等电能质量问题。无论是供电企业还是电力用户，都迫切需要改善供电
电能质量，利用新型电力电子技术的补偿设备---静止无功发生器(DSTATC0M) 和有源滤波器(APF)应运而生。DSTATCOM和APF在主电3各拓朴结构上基本上 是一样的，只是各自实现的功能不同而已。随着一机多功能的发展，当这两类 装置都被用来进行配网电能质量的动态治理时，它们既输出基波补偿电流又输 出谐波补偿电流，从本质上已经很难区分，可统称为配网电能质量调节器。
配网电能质量调节器中最主要的部分就是基于绝缘栅双极晶体管(IGBT) 器件的三相有源逆变桥。为防止逆变器上下桥臂之间发生直通故障，必须在其 驱动信号中设置一段死区时间，在该段时间内，输出波形不受逻辑信号的控制， 这将对逆变器的输出产生一定的消极影响。考虑到死区效应的产生主要来源于 一系列的i吴差方波，因此通过实时判断电流或无功方向乂人而在输出电压中加入 —系列的补偿方波是消除死区效应的一个较好方法，但这一切分析是以输出为 正弦基波量为基础进行的。然而对于配网电能质量调节器来说，该类方法一方 面计算较为复杂，另一方面对实时性的要求也很高，更为重要的是配网电能质 量调节器输出的往往是基波加谐波的非正弦量，在一个基波周期内会有多个过 零点，且有可能在一段时间连续出现在零点附近，这将给通过过零点准确判断 电流或功本方向带来困难，从而影响补偿方波计算的实时性和准确性。因此， 针对配网电能质量调节器输出信号的特点，有必要选择合适的死区处理方法才 能最大限度地保证效果。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种在死区可有效提高其补偿效果、处理方 法实现简单、实时性强的配网电能质量调节器的死区处理方法。
本发明的第二个目的在于提供一种用于配网电能质量调节器的死区处理方 法的逻辑电^f各。
本发明的第一个目的是这样实现的
一种配网电能质量调节器的死区处理方法为
(1)、对控制信号采用三角波脉宽调制(PWM),分别获得三相方向互补的
上桥臂调制信号和下桥臂调制信号；
(2) 、在输出电流的过零点附近设置一个正负对等的电流判断区间，并设 输出电流的流出桥臂为正，流进桥臂为负；
(3) 、对采样获得的输出电流的大小进行输出电流区间判断，确认输出电 流是否在设置的判断区间内；
(4) 、若输出电流在判断区间之内，则对所获得的三相上桥臂调制信号和 下桥臂调制信号加入死区时间后输出三相上桥臂触发信号和下桥臂触发信号， 送入驱动电路即可控制配网电能质量调节器中的开关器件通断，从而有效输出 补偿信号，设置原则为延时导通方式；
(5) 、若输出电流在判断区间之外，则对输出电流方向进行判断；
(6) 、若输出电流大于零、为正，则封锁下桥臂的驱动信号，上桥臂调制 信号正常输出至驱动电路；
(7) 、若输出电流小于零、为负，则封锁上桥臂的驱动信号，下桥臂调制 信号正常输出至驱动电路。
本发明的第二个目的是这样实现的
一种用于配网电能质量调节器的死区处理方法的逻辑电路，由一个延时电 路、 一个六非门集成电路、两个四输入与门集成电路、 一个绝对值电路、 一个 比较器集成电路和一个或门集成电路组成。
本发明的有益效果在于充分考虑到配网电能质量调节器输出通常为非正 弦量的特点，在过零点附近设置合理区间加入死区从而避免过零点难以准确判 断的难题，输出电流处于输出电流的判断区间之外时则通过判断电流方向封锁 相应桥臂的脉冲，有效避免了在绝大部分时候设置死区。本发明所提出的死区 处理方法实现筒单，实时性强，非常适合于配网电能质量调节器的应用，可有 效提高其补偿效果。
图1为本发明的流程图2为本发明的逻辑电路图3为绝对值电路的电路原理路。
具体实施例方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。 参见图1，根据死区处理流程，首先以控制系统得出的配网电能质量调节 器的控制信号为调制信号，采用三角载波脉宽调制方法，获得三相方向互补的 上桥臂调制信号和下桥臂调制信号。另 一方面在过零点附件设置一个正负对等 的电流判断区间(-2~2A)，对采样获得的输出电流进行第一步判断，以确定 其大小是否在此判断区间之内。若输出电流的大小在此区间范围之内，则在所 获得的三相上桥臂调制信号和下桥臂调制信号之间加入一段死区时间(5 ~ 8 y s)，死区的设置规则采用延时导通方式，由此获得该类情况下的三相上桥臂调制信号和下桥臂调制信号，送入驱动电路即可控制配网电能质量调节器中的开 关器件通断，从而有效输出补偿信号。当输出电流的大小在所设定的判断区间 之外时，第二步对输出电流方向进行判断。设定输出电流的流出桥臂为正，流 进桥臂为负，当输出电流大于零时，封锁下桥臂驱动信号，三角波调制获得的
上桥臂调制信号正常送入驱动电路以控制配网电能质量调节器中的开关器件； 反之，当输出电流小于零时，封锁上桥臂驱动信号，三角波调制所得的下桥臂 调制信号正常输入驱动电路以控制配网电能质量调节器中的开关器件。这样， 在 一个基波周期的绝大部分时候都无需为配网电能质量调节器中的逆变桥设 置死区，因此得以将死区效应的影响最小化。应用中，可跟据实际输出情况实 时调整判断区间的大小，以此来强化死区效应的消除效果。
参见图2,用于配网电能质量调节器的死区处理方法的逻辑电路，由一个 延时电路IC1、 一个六非门集成电路IC2、两个四输入与门集成电路IC3、 IC4、 一个绝对值电路IC5、一个比较器集成电路IC6和一个或门集成电路IC7组成， 作为控制信号的调制所得脉冲分别被送至延时电路IC1-1的输入端、六非门集 成电路IC2-1的输入端、四输入与门集成电路IC3-1的输入端Bl和四输入与 门集成电路IC4-1的输入端Al,延时电路IC1-1的输出端接四输入与门集成电 路IC3-1的输入端A1，四输入与门集成电路IC3-1的输出端Yl接四输入与门 集成电路IC3-3的输入端B3;六非门集成电路IC2-1的输出端接延时电路IC1-2 的输入端、四输入与门集成电路IC3-2的输入端B2和四输入与门集成电路 IC4-2的输入端B2，延时电路IC1-2的输出端接四输入与门集成电路IC3-2的 输入端A2，四输入与门集成电路IC3-2的输出端Y2接四输入与门集成电路 IC3-4的输入端B4;采样获得的输出电流分别被送至绝对值电路IC5的输入端 和比较器集成电路IC6-2的输入端A2,绝对值电路IC5的输出端接比较器集成 电路IC6-1的输入端Al，输出电流判断的区间值被送至比较器集成电路IC6-1 的输入端Bl,比较器集成电路IC6-1的输出端Cl分别接六非门集成电路IC2-2 的输入端和四输入与门集成电路IC4-3的输入端A3，六非门集成电^各IC2-2 的输出端分别接四输入与门集成电路IC3-3的输入端A3和四输入与门集成电 路IC3-4的输入端A4;比较器集成电路IC6-2的输入端B2的输入端4妻地，比 较器集成电路IC6-2的输出端C2分别接四输入与门集成电路IC4-1的输入端 Bl和六非门集成电路IC2-3的输入端，四输入与门集成电路IC4-1的输出端 Yl接四输入与门集成电路IC4-3的输入端B3，六非门集成电路IC2_3的输出 端接四输入与门集成电路IC4-2的输入端A2，四输入与门集成电路IC4-2的输 出端Y2接四输入与门集成电路IC4-4的输入端B4,四输入与门集成电路IC3-3 的输出端Y3接或门集成电路IC7-1的输入端Al，四输入与门集成电路IC3-4 的输出端Y4接或门集成电路IC7-2的输入端A2，四输入与门集成电路IC4-3 的输出端Y3接或门集成电路IC7-1的输入端Bl ，四输入与门集成电路IC4-4 的输出端Y4接或门集成电路IC7-2的输入端Bl，或门集成电路IC7-1的输出 端Yl输出上桥臂的驱动信号至驱动电路，或门集成电路IC7-2的输出端Y2输
出下桥臂的驱动信号至驱动电路。
绝对值电路IC5由运放集成电路IC8-1、 IC8-2、第1至第5电阻R1—R5、 第1 二极管Dl、第2 二极管D2组成，第1电阻Rl和第3电阻R3的一端均接 采样获得的输出电流，第1电阻R1的另一端接运放集成电路IC8-1的负输入 端，第3电阻R3的另一端接运放集成电路IC8-2的负输入端，运放集成电路 IC8-1、 IC8-2的正输入端均接地，第1 二极管Dl的阴极接运放集成电路IC8-1 的负输入端，第1二极管D1阳极和第2二极管D2阴极均接运放集成电路IC8-1 的输出端，第2二极管D2的阳极与第4电阻R4串联后接运放集成电路IC8-2 的负输入端，第2电阻R2并联在运放集成电路IC8-1的负输入端和第2 二极 管D2的阳极之间，第5电阻R5并联在运放集成电路IC8-2的负输入端和输出 端之间。
其中，延时电路IC1由DSP2407采用软件实现，六非门集成电路IC2的芯 片型号为74HC04,两个四输入与门集成电^各IC3、 IC4的芯片型号为74HC08， 比较器集成电路IC6的芯片型号为LM319，或门集成电路IC7的芯片型号为 74HC32,运放集成电路IC8的芯片型号为LM324。
权利要求
1、一种配网电能质量调节器的死区处理方法，其特征在于包括以下步骤(1)、对控制信号采用三角波脉宽调制，分别获得三相方向互补的上桥臂调制信号和下桥臂调制信号；(2)、在输出电流的过零点附近设置一个正负对等的电流判断区间，并设输出电流的流出桥臂为正，流进桥臂为负；(3)、对采样获得的输出电流的大小进行输出电流区间判断，确认输出电流是否在设置的判断区间内；(4)、若输出电流在判断区间之内，则对所获得的三相上桥臂调制信号和下桥臂调制信号加入死区时间后输出三相上桥臂触发信号和下桥臂触发信号，送入驱动电路即可控制配网电能质量调节器中的开关器件通断，从而有效输出补偿信号，设置原则为延时导通方式；(5)、若输出电流在判断区间之外，则对输出电流方向进行判断；(6)、若输出电流大于零、为正，则封锁下桥臂的驱动信号，上桥臂调制信号正常输出至驱动电路；(7)、若输出电流小于零、为负，则封锁上桥臂的驱动信号，下桥臂调制信号正常输出至驱动电路。
2、 如权利要求1所述的用于配网电能质量调节器的死区处理方法的逻辑电路， 其特征在于由一个延时电路(IC1 )、 一个六非门集成电路(IC2)、两个四输 入与门集成电路UC3、 IC4)、 一个绝对值电路(IC5)、 一个比较器集成电路(IC6 )和一个或门集成电路(IC7 )组成，作为控制信号的调制所得脉冲分别 被送至延时电路(IC1-1)的输入端、六非门集成电路(IC2-1)的输入端、四 输入与门集成电路(IC3-1)的输入端(Bl)和四输入与门集成电路(IC4-1) 的输入端(Al)，延时电路(IC1-10的输出端接四输入与门集成电路(IC3-1) 的输入端(Al )，四输入与门集成电路(IC3-1 )的输出端(Yl )接四输入与门 集成电路(IC3-3)的输入端(B3);六非门集成电路(IC2-1 )的输出端接延 时电路(IC1-2 )的输入端、四输入与门集成电路(IC3-2 )的输入端(B2 )和 四输入与门集成电路(IC4-2)的输入端(B2),延时电路(IC1-2)的输出端 接四输入与门集成电路(IC3-2 )的输入端(A2 )，四输入与门集成电路(IC3-2 ) 的输出端(Y2)接四输入与门集成电路(IC3-4)的输入端(B4);釆样获得的 输出电流分别被送至绝对值电路UC5)的输入端和比较器集成电路(IC6-2) 的输入端U2),绝对值电路(IC5)的输出端接比较器集成电路(IC6-1)的 输入端(Al),输出电流判断的区间值被送至比较器集成电路(IC6-1)的输入 端(Bl )，比较器集成电路(IC6-1 )的输出端(Cl )分别接六非门集成电路(IC2-2 ) 的输入端和四输入与门集成电路(IC4-3)的输入端(A3)，六非门集成电路(IC2-2)的输出端分别接四输入与门集成电路(IC3-3)的输入端(A3)和四输入与门集成电路(IC3-4 )的输入端(A4 );比较器集成电路(IC6-2 )的输 入端(B2)的输入端接地，比较器集成电路(IC6-2)的输出端(C2)分别接 四输入与门集成电路(IC4-1)的输入端(Bl)和六非门集成电路(IC2_3)的 输入端，四输入与门集成电路(IC4-1)的输出端(Yl)接四输入与门集成电 路(IC4-3)的输入端(B3)，六非门集成电路(IC2-3)的输出端接四输入与 门集成电路(IC4-2)的输入端(A2)，四输入与门集成电路(IC4-2)的输出 端(Y2)接四输入与门集成电路(IC4-4)的输入端(B4)，四输入与门集成电 路(IC3-3)的输出端(Y3)接或门集成电路(IC7-1)的输入端(Al),四输 入与门集成电路(IC3-4)的输出端(Y4)接或门集成电路(IC7-2)的输入端 (A2)，四输入与门集成电路(IC4-3)的输出端(Y3)接或门集成电路(IC7-1 ) 的输入端(Bl )，四输入与门集成电路(IC4-4 )的输出端(Y4 )接或门集成 电路(IC7-20的输入端(Bl )，或门集成电路(IC7-1 )的输出端(Yl )输出上 桥臂的驱动信号至驱动电路，或门集成电路(IC7-2)的输出端(Y2)输出下 桥臂的驱动信号至驱动电路。
3、如权利要求2所述的用于配网电能质量调节器的死区处理方法的逻辑电路， 其特征在于绝对值电路(IC5)由运放集成电路(IC8-1、 IC8-2)、第1至第 5电阻(R1—R5)、第l二极管(Dl)、第2二极管(D2)组成，第1电阻(Rl ) 和第3电阻(R3)的一端均接采样获得的输出电流，第1电阻(Rl)的另一端 接运放集成电路(IC8-1)的负输入端，第3电阻(R3)的另一端接运放集成 电路(IC8-2)的负输入端，运放集成电路(IC8-1、 IC8-2)的正输入端均接 地，第1 二极管(Dl)的阴极接运放集成电路(IC8-1)的负输入端，第1 二 极管(Dl)阳极和第2 二极管(D2)阴极均接运放集成电路(IC8-1)的输出 端，第2二极管(D2)的阳极与第4电阻(R4)串联后接运放集成电路(IC8-2) 的负输入端，第2电阻(R2)并联在运放集成电路(IC8-1 )的负输入端和第2 二极管(D2)的阳极之间，第5电阻(R5)并联在运放集成电路(IC8-2)的 负输入端和输出端之间。
全文摘要
本发明公开了一种配网电能质量调节器死区处理方法及其逻辑电路，包括以下步骤对控制信号采用三角波调制，获取上下桥臂通断信号；在输出电流的过零点附近设置一个正负对等的判断区间，对输出电流大小和方向进行判断；输出电流在判断区间内，则对上下桥臂通断信号加入死区时间后采用延时导通方式输出；在区间外，则对输出电流方向进行判断；若输出电流为正，上桥臂通断信号正常输出，封锁下桥臂的驱动信号；反之则下桥臂通断信号正常输出，封锁上桥臂的驱动信号。本发明考虑到配网电能质量调节器输出通常为非正弦量的特点，既避免了过零点难以准确判断的难题，又避免了在绝大部分时候设置死区，且死区处理方法实现简单，可有效提高装置补偿效果。
文档编号H02J3/00GK101388548SQ200810106978
公开日2009年3月18日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者旻 孙, 范瑞祥 申请人:江西省电力科学研究院