無觸點補償式交流穩壓器
發布時間:2019-07-12 11:30:55來源:
隨著科技和經濟的發展,信息技術和微電子技術的應用,特別是電子計算機技術應用到工業、科研領域后,各種電子設備都要求穩定的交流電源供電,但是我國目前還有很多地區交流電網的供電質量不高,表現為供電存在三相不平衡,欠電壓或過電壓、電壓波動大、浪涌間脈沖干擾,甚至突然停電或出現故障等問題,這一切都會對用電設備儀器造成損壞。因而電力穩壓器已成為許多電子設備(如計算機、通信設備、醫療設備、光電發射設備等)和機電設備(如數控機床、注塑機等)不可缺少的供電設備。本文就此設計介紹一種具有響應速度快、高效、分相調節、調節范圍寬、抗干擾能力強、三相自動平衡等優點的無觸點自動補償式電力穩壓器。
2電路原理框圖及工作原理bookmark1 2.1電路原理圖無觸點補償式電力穩壓器的原理框圖如所示。整個裝置由補償、調壓、檢測、采樣、保護等單元組成。
2.2工作原理當輸入電壓波動或負載變化時,通過輸入輸出采樣電路獲取反饋電壓,經微機控制電路與基準電壓進行比較判斷,然后輸出控制信號,讓其響應的可控硅導通,使補償電路產生極性和大小不同的補償電壓,達到穩定輸出電壓的目的。在調壓過程中,通過過零檢測而產生的信號來控制晶闡管門極觸發信號,保證其過零通斷,從而避免在調壓過程中由于晶閘管通斷對電網造成的污染。
由于感性器件和感性負載的存在,雙向晶閘管在換流過程中電感兩端會產生很大的反電動勢。這個反電動勢一方面會影響輸出電壓的波形,另一方面容易引起雙向晶閘管損壞。因此,系統在雙向晶閘管回路、補償變壓器初級以及輸出回路設置了浪涌電壓吸收電路,而且還可以吸收變壓器一次系統電磁轉移而侵入的浪涌電壓和變壓器通斷時產生的變壓器磁能。
電路原理框圖bookmark2 3.1主控電路結構是一相主控電路結構圖。圖中TB1、TB2、TB3是三個獨立的補償變壓器,根據穩壓精度及輸入電源的范圍要求來選擇變壓器的臺數,本文選擇3臺,二次繞組的補償電壓可設置為7V、14V、28V(5V、10V、20V)等。當順極性(或反極性)疊加全部投入時可以獲得比較大正負補償電壓為49V(或者35V)。當Ut比較小值為5V時,穩壓精度可優于2.5%.陳義發:碩士研究生囝2主電路結構圖bookmark4 -132-360元/年郵局訂閱號:82-946現場總線技術應用200例您的論文得到兩院院士關注電源技術初始化N三相出電歷分別UI整保護及報替技術創新SS8是雙向晶閘管,它與變壓器TBi~TB3組成多全橋電路。
當輸出電壓U低于額定值時(相當于輸入電壓U,降低或負載增大),要求補償變壓器TBi~TB3中的一個、二個或三個同時工作,產生順極性的電壓,補足U,降低的那部分電壓,例如僅需TB3投入時,此時可觸發S5和S4導通,交流正半波時電流通路為:UTB3(上繞組)一S4?TB3(下繞組)一S5N,交流負半波時電流沿上述通路反向流動(由于使用了雙向可控硅)。當輸出電壓U高于額定值時(相當于輸入電壓U,升高或負載減小),需要TB3產生反極性的電壓,抵消U,升高的那部分電壓,此時可觸發Si和Ss導通,交流正半波時電流通路為:UTB3(上繞組)一S「TB3(下繞組)一SsN,交流負半波時電流沿上述通路反向流動。
通過控制不同交流無觸點開關的通斷,可切換變壓器的抽頭,從而改變補償變壓器補償電壓的大小和極性,達到穩定輸出的目的。
系統采用89C52單片機控制。電壓檢測電路連續檢測各相電壓的變化,轉換成直流信號,經A/D轉換模塊轉換成相應的采樣數據輸入89C52單片機,單片機根據預先編寫的程序和設置的參數(立即調電壓、延時調電壓、延時調時間、電壓過高過低告警、電壓過高過低保護等),與取樣參數比較后通過光耦控制驅動電路,觸發相應的雙向可控硅使其導通,對輸出電壓進行調節。
囝3控制電路理圖克服雙向可控硅換向環流問題是穩壓電源可靠工作的關鍵。為了避免同一橋臂上的雙向可控硅直通,保證系統的可靠工作,雙向可控硅驅動電路應采用過零觸發技術,光隔離/光耦合MOC3083集光電隔離、過零檢測、過零觸發功能于一身,是一種理想的雙向可控硅驅動器。因此,本系統采用MOC3083作為驅動器件組成可控硅驅動電路,該電路具有結構簡單、觸發可靠、功耗小、無噪聲、易控制等優點。
過壓、欠壓、過流、短路保護電路由繼電器控制輸出供電接觸器,作為輸出或切斷供電使用。報警及故障顯示分別由蜂鳴器與發光二極管實現。
4軟件設計回時三相分別采樣或者瞬間大電流沖擊的影響,軟件設計了延時程序,當市電電網波動較大時,應對輸入電壓進行檢測,如果未能達到穩定進行報警處理,而且同組中兩個晶閘管不能同時導通。硬件設計上,設計了看門狗電路,保證系統的穩定性。
5結論由于采用微機軟硬件結合控制,晶閘管模塊無觸點切換、智能化設計技術、補償技術等運用,將比較新研制成果得以運用軟件升級,使得在更寬穩壓范圍的設計中,其穩壓精度設計得更高,同時又節能和延長電源的使用壽命等優點,是比較新電源技術在穩壓電源一次重大的突破,成為各行各業廣泛使用的新一代節能型的大功率電力穩壓電源。
經使用證明,該穩壓器的相關技術指標已達到:采用分相調節,具有三相輸出自動平衡能力。
保護功能。具有對主回路故障判斷報警功能,以及過壓、欠壓快速保護功能且能自動延時恢復。
本文創新點:該設計方案中穩壓器采用無碳刷觸點、無機械傳動,大大提高了穩壓運行中的可靠性,對大功率穩壓器的繼續研宄具有重要的價值。