留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于NI CompactRIO的晶闸管电源同步信号处理系统

李维斌 吴一 任青华 郑雪 韩艾玻

李维斌, 吴一, 任青华, 等. 基于NI CompactRIO的晶闸管电源同步信号处理系统[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33: 036003. doi: 10.11884/HPLPB202133.200296
引用本文: 李维斌, 吴一, 任青华, 等. 基于NI CompactRIO的晶闸管电源同步信号处理系统[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33: 036003. doi: 10.11884/HPLPB202133.200296
Li Weibin, Wu Yi, Ren Qinghua, et al. Synchronization signal processing system of thyristor power supply based on NI CompactRIO[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021, 33: 036003. doi: 10.11884/HPLPB202133.200296
Citation: Li Weibin, Wu Yi, Ren Qinghua, et al. Synchronization signal processing system of thyristor power supply based on NI CompactRIO[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2021, 33: 036003. doi: 10.11884/HPLPB202133.200296

基于NI CompactRIO的晶闸管电源同步信号处理系统

doi: 10.11884/HPLPB202133.200296
基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFE0301103)
详细信息
    作者简介:

    李维斌(1979—),男,博士,副研究员,从事托卡马克磁体电源及控制技术研究;liwb@swip.ac.cn

  • 中图分类号: TM461

Synchronization signal processing system of thyristor power supply based on NI CompactRIO

  • 摘要: HL-2A装置使用脉冲发电机组为装置极向场晶闸管电源供电以驱动线圈负载,晶闸管电源采用相控控制,因此同步信号的质量将直接影响电源的控制精度。HL-2A装置晶闸管电源同步信号取自同步变压器,脉冲发电机组带整流负载的供电方式使得同步信号不仅存在严重的波形畸变,同时还存在同步信号频率在大范围快速变化的特点。根据HL-2A装置晶闸管电源同步信号的特点,采用逐点巴特沃斯滤波器消除波形畸变,并通过实时频率计算和相位重建获得高质量同步信号。基于NI CompactRIO平台设计了晶闸管相控电源同步信号实时处理系统,实验结果表明该系统可有效解决同步信号畸变严重和频率宽范围快速变化的问题。
  • 图  1  HL-2A供电系统示意图

    Figure  1.  Power supply system in HL-2A

    图  2  脉冲发电机供电的三相桥式晶闸管电源交流输入电压波形

    Figure  2.  AC input voltage curve of three-phase bridge rectification supplied by pulse generator

    图  3  同步信号实时处理系统硬件结构

    Figure  3.  Hardware structure of synchronous signal real-time processing system

    图  4  同步信号实时处理系统软件结构

    Figure  4.  Software structure of synchronous signal real-time processing system

    图  5  不同频率输入信号时的同步信号测试结果

    Figure  5.  Test results of synchronous signal with different signal frequency

    图  6  同步信号处理系统功能测试结果

    Figure  6.  Function test results of synchronization signal processing system

    图  7  HL-2A中发电机频率变化时的同步信号测试结果

    Figure  7.  Test result of synchronization signal when frequency of MG is varying in HL-2A

    图  8  同步信号实时信号处理系统在HL-2A装置中的应用

    Figure  8.  Discharge waveforms of vertical field power supply with synchronous processing system applied in HL-2A

  • [1] 王兆安, 黄俊. 电力电子技术[M]. 4版. 北京: 机械工业出版社, 2000.

    Wang Zhaoan, Huang Jun. Power electronics[M]. 4th ed. Beijing: China Machine Press, 2000
    [2] 赵新, 姚列英, 王英翘. 变流器同步信号数字滤波方案的仿真研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2014, 34(1):47-52. (Zhao Xin, Yao Lieying, Wang Yingqiao. Simulation of digital filtering proposal for converter’s synchronous signal[J]. Nuclear Fusion and Plasma Physics, 2014, 34(1): 47-52 doi: 10.3969/j.issn.0254-6086.2014.01.009
    [3] 杨兰均, 李晨辉, 黄东, 等. 串联晶闸管的同步触发技术研究[J]. 高电压技术, 2016, 42(10):3274-3279. (Yang Lanjun, Li Chenhui, Huang Dong, et al. Characteristics of the synchronous triggering of the serial thyristors[J]. High Voltage Engineering, 2016, 42(10): 3274-3279
    [4] 甘江华, 尹强, 任晓丹, 等. 晶闸管同步信号滤波移相研究[J]. 电气应用, 2019, 38(12):114-120. (Gan Jianghua, Ying Qiang, Ren Xiaodan, et al. Research on filtering and phase shifting of thyristor synchronous signal[J]. Electrotechnical Application, 2019, 38(12): 114-120
    [5] 黄连生, 傅鹏, 陈滋健, 等. 晶闸管整流器同步电压滤波研究[J]. 电力电子技术, 2008, 42(2):14-15, 83. (Huang Liansheng, Fu Peng, Chen Zijian, et al. Research on the filter of firing synchronization for thyristor controlled rectifier[J]. Power Electronics, 2008, 42(2): 14-15, 83 doi: 10.3969/j.issn.1000-100X.2008.02.006
    [6] 陈晓娇, 傅鹏, 王泽京, 等. 大功率变流器同步信号的状态变量滤波器设计[J]. 强激光与粒子束, 2017, 29:075002. (Chen Xiaojiao, Fu Peng, Wang Zejing, et al. Design of state variable filter for synchronizing signal of polarity field converter[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2017, 29: 075002 doi: 10.11884/HPLPB201729.160445
    [7] Li Weibin, Yao Lieying, Wang Yinqiao, et al. Design of varying frequency three-phase synchronous signal circuit based on DSP[C]//Proceedings of 2015 IEEE 26th Symposium on Fusion Engineering. 2016: 1-4.
    [8] Yao Lieying, Xuan Weimin, Li Huajun, et al. Design and development of the power supply system for HL-2A tokamak[J]. Fusion Engineering and Design, 2005, 75/79: 163-167. doi: 10.1016/j.fusengdes.2005.06.081
    [9] 李兴源, 黄耀群, 谢应璞, 等. 带整流负载时双Y同步发电机特性的分析[J]. 中国电机工程学报, 1998, 8(2):33-45. (Li Xingyuan, Huang Yaoqun, Xie Yingpu, et al. Analysis for characteristics of a double-star synchronous generator with rectifier load[J]. Proceedings of the CSEE, 1998, 8(2): 33-45
    [10] 毕晓伟, 梁万鹏, 罗学宇. LabVIEW逐点分析滤波在电力系统的应用研究[J]. 东北电力大学学报, 2010, 30(6):55-58. (Bi Xiaowei, Liang Wanpeng, Luo Xueyu. Research on application of LabVIEW point-by-point analysis in power system[J]. Journal of Northeast Electric Power University, 2010, 30(6): 55-58 doi: 10.3969/j.issn.1005-2992.2010.06.013
    [11] 张贤达. 现代信号处理[M]. 3版. 北京: 清华大学出版社, 2015.

    Zhang Xianda. Modern signal processing[M]. 3rd ed. Beijing: Tsinghua University Press, 2015
    [12] NI Corporation. PAC document[EB/OL]. http://www.ni.com.
  • 加载中
图(8)
计量
  • 文章访问数:  775
  • HTML全文浏览量:  247
  • PDF下载量:  19
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-28
  • 修回日期:  2021-01-19
  • 网络出版日期:  2021-03-30
  • 刊出日期:  2021-03-05

目录

    /

    返回文章
    返回