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前往列表 泉源:君威铭科技 阅读: 公布日期:2018-04-10 15:44:20【

   大功坦白流电源普遍使用于冶金、化工及科研范畴,大多接纳二极管或晶闸管整流。前者方便大范畴腻滑调理输入电流或电压,后者的模仿控制电路很难包管多台运转的大功坦白流电源的输入功能,而接纳数字控制能大大进步电源牢靠性、分歧性、准确性。因而,数字控制技能也就锋芒毕露,成为大功坦白流电源的最佳选择。

 
  大功坦白流电源主电路
 
  在很多场所,由于输入电流在几万安培以上,以是要求多相整流(24相、36相乃至48相),并且每个整流臂由多只大功率晶闸管并联构成,这就要求桥臂上晶闸管的守旧-关断特性分歧性要好,并且要思索桥臂每只晶闸管的均流,在元件选择时应予充沛的注重。现引见一套正在运转的晶闸管直流电源,如图1所示。
 
直流电源零碎图
  图1 零碎框图
 
  次要功用:①直流输入电流15kA,稳流精度0.5%;②直流输入电压85V;③短路维护;④操纵过电压及换相过电压维护;⑤晶闸管奥斯卡娱乐毛病维护;⑥冷却零碎奥斯卡娱乐毛病维护;⑦直流过电流维护;⑧缺相维护。上述一切维护信号均收回声光报警,并将晶闸管触发脉冲拉至β区。
 
  大功坦白流电源控制零碎
 
  本零碎为间接数字控制(DDC)零碎。接纳4台单片机完全代替模仿电路,完成全部字化控制。
 
  零碎接纳多机方法控制,将其功用疏散由多台盘算机来完成,触发器由89C51完成;16位单片机80C196KC停止闭环运算控制,单片机之间接纳并行方法通讯。多机并行同时运算,进步了零碎的疾速性和牢靠性,并且设计灵敏,可扩大性好,功能价钱比更高。
 
  控制零碎次要技能功用:①主动稳流,稳流精度≤±0.5%;②输入电流具有精良的追随性。零碎输出为上位机提供的4~20mA电流源信号,输入电流追随输出信号的滞后工夫≤0.02s;③软起动功用,避免开机时的大电流打击;④过压、欠压、限流及缺相称维护功用。零碎稳态运转时,接到停机信号能在0.05s内将功率完全切除。

  大功坦白流电源数字触发器触发器
 
  以下以三相全控桥为例,扼要地论述数字触发器原理。
 
  关于三相全控桥式整流电路,在电源一个周期内通常需求6个对应于各天然换相点的同步脉冲(基准点),并以此构成6个数字锯齿涉及触发脉冲。本触发器接纳单相反步方法,即由单相反步变压器取出一相电压为同步信号,其他同步脉冲则由定时器发生,并由锁相顺序不时对其值停止修正。显然,如许输入的同步脉冲信号相间划一度好,且不受电网频率动摇的影响。
 
  为了简化构造,电路中只接纳一个定时/计数器来发生数字锯齿波。显然,在接纳6个基准点时,定时器最多只能定时60°,但实践上相位控制角α所需的移相范畴为0°~180°。为此,需求对给定的α角停止分段处置,并依据及时的电源形态,由微机完成对触发脉冲的分派。
 
  在三相全控桥式整流电路中,将一个电源周期分别成6个宽度各为60°的区间,且令各个区间的终点地位均对应于各天然换相点,这些区间称为电源形态(记作S形态),如图3所示。同步电路应可以向微机提供便于辨认S形态的逻辑变量。假如三相全控桥α角的变革范畴为0°~180°,那么任何α给定值,任何S形态时,都能确定一对晶闸管导通。
 
  三相全控桥式电路的电源形态S的分别
 
  比方:在S=bc形态时,若0°≤α<60°,则应触发晶闸管2、3;若60°≤α<120°,则应触发晶闸管1、2;若120°≤α<180°,则应触发晶闸管1、6。如许,电路中只需一个定时/计数器,构成宽度为60°的数字锯齿波,共同微型机对S形态和α角的辨认,即可完成对6只晶闸管的触发脉冲分派。
 
触发器任务进程
  触发器任务进程如图4所示。图4
 
  触发器任务进程
 
  (1)单片机89C51接纳中缀方法搜集来自同步电路的同步信息,即在S=ab区间内的时辰2,确定同步电路S形态初值,并预测下一个S形态(用于在下一个S形态发触发脉冲)。
 
  (2)在时辰2,同时起动定时器T0,定时工夫由α′来确定(α′值已在上一个S形态中被盘算出)。
 
  (3)经过8位并行接口读取来自80C196KC的相位控制角α数字量(即PI运算后果)。依据公式α′=α-α形态×60°确定下一个S形态发生触发脉冲的定时工夫,此中:0°≤α<60°,α形态=0;60°≤α<120°,α形态=1;120°≤α<180°,α形态=2。
 
  (4)依据α形态及下一个S形态,确定将要触发的晶闸管对(亦称触发字),并在得当的时辰,将触发字锁存进脉冲分派电路。
 
  (5)当α′定时到(即时辰3),由P1.7输入触发信息;再经脉冲构成、分派电路收回触发脉冲。
 
  数字触发器软件中,还设立了“触发器-晶闸管”线性化表格,用以进步零碎的动态功能。
 
  大功坦白流电源控制单位
 
  零碎控制运算接纳80C196KC来完成。
 
  与8098相比,80C196KC有如下特点:
 
  (1)接纳CHMOS工艺,芯片运转耗电少,除正常任务外,还可任务于两种节电方法:待机方法和失电方法,进一步增加芯片的功耗。
 
  (2)芯片保存了8098的根本硬件构造,作结果部性的改良,片中添加了外设事物效劳器(PTS),大大进步了中缀事件的及时处置才能。
 
  (3)指令零碎与8098兼容。
 
  (4)8098内部只要8位的地点/数据总线,而80C196KC的总线为16位,80C196KC的零碎总线方法和8位/16位动态切换总线方法。
 
  (5)运算速率快,80C196KC的形态周期由振荡信号2分频后取得,它是芯片的根本工夫单元,而8098的形态周期是振荡周期的3倍。因而,接纳相反频率的晶振任务时,80C196KC的操纵速率至多比8098的速率快1/3。
 
  (6)共有8路10位A/D转换输出通道可供运用。
 
  该单位框图如图5所示。图中80C196KC的总线宽度设置为8位。
 
大功坦白流电源控制单位
  图5 控制单位框图
 
  电路中,电流反应量取自主电路中的分流器,颠末WS151断绝缩小后,再进入A/D转换电路。电流反应量的获取,接纳同步方法,即每次采样都在检测主电路波形的统一地位停止,以滤去输出信号中的低频重量。同步信号来自触发电路。
 
  控制顺序中,对稳流进程的调理,次要接纳PI运算。为消弭量化偏差对稳流精度的影响,还辅以微量积分运算。
 
  PI调理运算按下式停止:Y(n)=Y(n-1)+ΔY(n)ΔY(n)=A×e(n)-B×e(n-1)
 
  式中 Y(n)——t(n)时辰调理器输入Z
 
  e(n),e(n-1)——t(n),t(n-1)采样时辰调理量的输出量
 
  e=电压(电流)给定-电压(电流)反应
 
  B=Kp
 
  A=Kp(1+Ts/Ti)
 
  Ti——PI的积分工夫常数
 
  Ts——采样周期控制运算子顺序

  与传统的模仿量控制方法相比,接纳微型机控制的电力电子安装具有明显的长处:
 
  (1)控制零碎完成数字化。数字控制器不易受温度、电源电压实时间变革等要素影响,使零碎具有波动的静特性,并大大简化产物的调试进程。
 
  (2)零碎中由软件代替硬件来完成反应信号的检测和调理,晶闸管的触发控制,奥斯卡娱乐毛病诊断等功用,增加了元器件的数量,简化硬件构造,进步零碎的牢靠性。
 
  (3)零碎通用性、灵敏性强,功用易于扩展和修正,只需改动盘算机的软件内容,就能无效地完成种种控制,如:PID控制、含糊控制、自顺应控制等,且对零碎的控制精确性高。
 
  (4)在晶闸管变流安装中,可由微处置器组成以锁相环为根底的数字触发器,它能确保触发脉冲相位间的高度对称,从而增加整流安装直流侧的谐波重量。除此之外,还可以对触发器——晶闸管关键完成线性化处置,无效地改进零碎的动态功能。
 
  (5)微型机控制零碎具有较强的对奥斯卡娱乐毛病停止辨认和自诊断才能,并在变乱发作时,能主动贮存运转数据,有助于奥斯卡娱乐毛病的剖析和处置。
 
  (6)可以与下级盘算机零碎实验通讯,完成多台安装的会合控制。
 
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