限流式低壓電力電容器動(dòng)態(tài)開關(guān)的研制
發(fā)布時(shí)間:2019-07-13 17:21:12來源:
1.1測量采樣部分1.1.1本設(shè)計(jì)的測量采樣分為三個(gè)部分流經(jīng)耦合線圈T1、電阻R1將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號()。B相、C相電流以類似方式采樣。
RT1、電阻R4對溫度進(jìn)行采樣,包括對開關(guān)溫度和電容器溫度的采樣()。RT1的阻值隨著溫度的變化而變化,從而使得測量點(diǎn)的電壓隨著溫度的變化而變化。
電壓:交流電壓取樣見。~380V經(jīng)變壓器T7變壓和二極管V2~V5整流后,由R35、R36分壓完成。
1.1.2測量預(yù)處理為把測量取樣的模擬電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號送給單電源原理圖片機(jī)進(jìn)行處理,本系統(tǒng)采用抗干擾強(qiáng)、線性度高、傳輸簡單的壓頻轉(zhuǎn)換器U2CLM331)做模數(shù)轉(zhuǎn)換。它將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢l率的脈沖,直接送到單片機(jī)U1的T0口;由T0計(jì)該脈沖的個(gè)數(shù),從而實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。
由于采樣的參數(shù)較多,為節(jié)省資源,因而,采用模擬開關(guān)選擇器件U3(4051),在單片機(jī)U1的控制下,使各模擬量依次通過壓頻轉(zhuǎn)換器U2從而將所有的模擬量依次轉(zhuǎn)換為脈沖量,送單片機(jī)進(jìn)行處理。
1.1.3過流保護(hù)測量C相電流比較電路,比較信號送單片機(jī)U1的外部中斷輸入口;由中斷程序來檢測控制,從而對A、C相電流快速鑒別,提高過電流保護(hù)速度。
1.2控制部分1.2.1主控電路片機(jī)作為核心,利用AT89C2051的計(jì)數(shù)功能,將測量預(yù)處理得到的脈沖量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,執(zhí)行主控程序,進(jìn)行一系列的分析、判斷和決策,比較后通過P3.7口輸出高低電平來控制光耦U6的導(dǎo)通和截止,進(jìn)而控制脈沖群產(chǎn)生電路是否向脈沖驅(qū)動(dòng)電路提供脈沖,從而使晶閘管V16、V17導(dǎo)通或截止實(shí)現(xiàn)低壓電力電容器的投退,同時(shí)發(fā)出信號給狀態(tài)顯示器(由L1~L4和電阻R27~R30組成)反映開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。
為了保證AT89C2051運(yùn)行的可靠性,本系統(tǒng)采用X25045作為看門狗。當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)故障,不能正常工作時(shí),看門狗電路發(fā)出復(fù)位信號,使單片機(jī)復(fù)位。
1.2.2脈沖群產(chǎn)生電路本系統(tǒng)采用一組晶閘管作為控制器件來控制A、B、C三相的低壓電力電容器的投退。由單片機(jī)輸出的控制信號直接控制晶閘管的通斷很難,且不可靠,因而采用NE555觸發(fā)器產(chǎn)生一組用于觸發(fā)晶閘管的脈沖群脈沖群的有無由單片機(jī)U1通過光耦U6來控制。1.2.3脈沖驅(qū)動(dòng)電路成。T5為脈沖變壓器,經(jīng)過其處理的脈沖控制晶閘管V16、V17導(dǎo)通或截止,晶閘管V16、V17串入A、B相間的低壓電力電容器回路中,從而控制低壓電力電容器的投運(yùn)或退運(yùn)。二極管V12、V13、V14、V15和電阻R18、R19組成晶閘管保護(hù)電路,通過光耦U7控制T5的輸入端,使晶閘管在低電壓下工作,避免過大的電流沖擊。控制A、C相間的低壓電力電容器和B、C相間的低壓電力電容器的原理類同,不再贅述。
1.3電源部分5V直流電。
其中主要元器件為濾波器T6、變壓器T7、整流橋堆控制電路通過控制穩(wěn)壓電源是否向工作器件供電,進(jìn)而控制本系統(tǒng)的投運(yùn)和退運(yùn)。它分為控制輸入端和手控端。
當(dāng)本系統(tǒng)受控于上級自控系統(tǒng)時(shí),上級自控系統(tǒng)可容易地通過控制輸入端控制本系統(tǒng)的電源,即當(dāng)在控制輸入端提供一定的電壓后,光耦V6導(dǎo)通、V7導(dǎo)通,從而本系統(tǒng)得電而投運(yùn),否則不得電而退運(yùn)。當(dāng)本系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí),可通過手控開關(guān)的合與分來控制V7的導(dǎo)通和截止,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的投運(yùn)和退運(yùn)。
2軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)。主要包含7個(gè)部分:系統(tǒng)初始化(內(nèi)部寄存器清零,T0、T1初始化和中斷初始化等)、復(fù)位看門狗、計(jì)算電壓判過載、計(jì)算電流檢測三相平衡、計(jì)算溫度判過溫、判斷電流過載、保護(hù)報(bào)警等。流程圖見。
軟件設(shè)計(jì)流程圖對晶閘管的控制是本軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。頻繁較大的沖擊電流會(huì)縮短其壽命,為了延長晶閘管的使用時(shí)間,避免在一個(gè)電壓值點(diǎn)頻繁開關(guān),使電壓從過載到不過載有一幅度。另外,由于投退電容器過程對線路電壓有影響,所以在投退時(shí),設(shè)置兩個(gè)不同的電壓值點(diǎn)。
首先判斷電壓是否測完,若沒有,繼續(xù)測量;否則,開始電壓判斷。先檢查電壓是否有上一次過載標(biāo)志,若有,如要清電壓過載標(biāo)志必須使測量值小于某設(shè)定值,否則始終置位電壓過載標(biāo)志。若沒有,則要判斷電容器的運(yùn)行狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對電容器投退的合理針對傳感器的信號特點(diǎn),選擇單端或雙端差分輸入;處理好溫漂與噪聲的抑制問題;精心布線、布局和焊接。
(郁紅編寫)(上接第57頁)現(xiàn),同時(shí)將實(shí)時(shí)處理能力和控制器的外設(shè)功能集于一身,為開發(fā)體積小,具有智能控制的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)提供了嶄新的解決方案。
差分輸入微伏信號的精密放大電路