智能整流（共8篇）
智能整流 篇1
交流电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要技术手段。变频调速控制技术也随着科技技术的进步而得到不断的改进，但就目前来说，在较高性能的变频调速系统中广泛采用的还是不可控整流的交-直-交的变频调速主电路。三相电中，整流部分是由六个整流二极管组成，其共同缺点是：输入谐波电流大，输入功率因数低，直流回路需要大的储能电容，再生能量不能回馈电网，并且电磁干扰以及谐波污染已成为世人关注的电力公害问题。而采用可控的PWM整流器就可以实现功率因数校正和谐波抑制，网侧电流且电能可双向流动。其结构就是用六个功率开关管代替六个整流二极管，采用可控的PWM整流，随之而来的必然是提高了整流侧的体积和成本，而应用IPM智能模块就可以很方便的节约成本和减小体积。
IPM (Intelligent Power Module)，即智能功率模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内置有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到控制芯片。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件，内置电流传感器及驱动电路的集成结构。用这样的模块作为PWM整流器的功率器件，大大简化了硬件电路的设计，缩小了电源体积，简化了接线，缩短了开发周期，更主要的是，可以提高系统的整体安全性和可靠性。
（一）模块介绍
文中介绍的是富士公司型号为6MBP30RH060的IPM智能模块，该模块不仅具有一般IPM的功能外，还具有采用低功耗软开关技术;带温度保护的高性能高可靠性的IGBT。结构原理如图1所示。
其内部集成了六个带续流二极管的IGBT。从内部结构可以看出，管脚1至9组成上桥臂的三个IGBT，分别由三组隔离电源供电，有三组结构相同的输入，每一组包括电源输入端、驱动输入端、接地端。管脚10至14组成下桥臂的三个IGBT，由同一个电源供电，电路有电源输入端、三个驱动输入端、接地端。ALM管脚(15脚)的作用是保护电动作时下桥臂警报输出，6MBP30RH060型号不具备上桥臂警报输出，只有下桥臂警报输出。U、V、W为模块的三相交流电输入或输出，P、N2为模块的直流电输出或输入，N1为改变过电流保护电平时，在外部连接电阻用的端子。
1. 电气特性
6MBP30RH060的IPM智能模块为额定电流30A，耐压值600V，直流母线耐压值450V，抗浪涌值为500V。开关频率最小1KHz，最大20KHz。对于PWM整流器来说，可以采用20KHz的开关频率。
2. 保护功能
IPM的保护功能应对的是非反复性异常现象，只是起到警告的作用，并不能消除故障。当发出警报时，请停止设备使用，不要施加超过额定值的输入。
(1)过电流保护。当发生严重过载或直接短路时，检测连接在直流母线上的电流检测分流电阻R1(见图1)的两端电压来进行过电流保护。在过电流时间超过5μs(典型值)时，会对IGBT实行软关断，并发出警报。
(2)短路保护。如果负载发生短路或系统控制器发生故障，使IGBT的上、下桥臂同时导通，短路保护电路将其关断, 同时输出一个固定宽度故障信号。对于宽度小于一定宽度(5μs～10μs)的短路电流不响应。
(3)欠压保护功能。IPM内部控制电路由外接的直流电源供电。只要此电源电压下降到指定的阈值电压以下，IGBT就会被软关断，同时产生一个故障输出信号。为了恢复到正常运行状态，电源电压必须超过欠压复位阈值，在电源电压超过欠压复位阈值时，故障信号也会消失。
(4)过热保护。包括外壳温度保护和芯片温度保护。外壳温度保护功能通过与功率芯片安装在同一陶瓷基板上的温度检测元件来检测绝缘基板温度，如果基板的温度超过设定阈值，IPM内部的保护电路关断门极驱动信号，不响应控制输入信号，直到温度降下来。当温度下降到另一设定阈值以下，IGBT方可恢复工作。芯片温度保护通过在全部IGBT芯片上的温度检测元件来检测IGBT芯片温度，当检测温度连续超过保护标准约1ms以上时，会软关断IGBT。
（二）基于IPM智能模块的电路设计
1. 主电路设计
PWM可控整流器只需采用一个IPM模块即可实现，无需太多的外设电路和保护电路，结构框图如图2所示。
IPM智能模块U、V、W作为三相交流电的输入端，P、N为别是PWM整流器直流输出端正负极，N1和N2短路视为N端。控制芯片可以采用TI公司的TMS320LF2407 DSP，一款专为电机控制设计的芯片，不仅具有普通信号处理器的高速运算功能，还有丰富的片内外设，两个事件管理器共12路的PWM输出可以选其中一组作为IPM的6路输入控制。为了防止同一桥臂的上下IGBT同时导通，可以很方便的在DSP中设置死区时间。
PWM整流器的控制以电压反馈作外环加上以电流反馈作内环的双闭环串级控制结构，其中电压外环用于控制整流器的输出电压，而电流内环则实现整流器网侧单位功率因数正弦波电流控制。在DSP中将从网侧电流和直流侧电压采集来的模拟量进行计算，即可实现PWM的控制算法。
2. IPM电源设计
电源对于一个控制系统来说是至关重要的部分，其好坏直接影响到整个系统的工作。IPM驱动电源要求范围是13.5V～16.5V，尽量是在15V下工作，当电压低于13.5V时损耗会增加，保护特性会漂移，会导致保护功能不够充分，致使IPM损坏。电源设计可以采用由7815等组成的电源，虽然电路结构简单，成本不高但其稳定性不够好。由于整个系统的电源需求并不统一(不是使用同样幅值的电源)，这里建议使用开关电源，例如TOPSwitch系列的单片开关电源，就具有体积小、效率高、稳定性好、多路不同电源输出等特点，非常适合作为系统的供电电源。具体设计可以参考各开关电源的使用手册，这里不再赘述。
3. 驱动电路设计
由于IGBT的驱动需要高速动作，因此这里选用Agilent(安捷伦)公司的高速、高共模比的光耦HCPL-4504。该光耦具有极短的寄生延时，适合于高速IPM使用;瞬时共模;IPM专用的电气隔离;TTL兼容等特点。图3所示为IPM上桥臂一组驱动的典型电路接线图。接线中要注意几点：光耦的7、8脚要短接;IPM功率越大上拉电阻值越小;光耦副边的引线要尽量小于20mm。
故障输出光耦合器接到IPM智能功率模块的故障输出端ALM，当发生故障时，向外部输出信号以封锁PWM信号，这里采用东芝的TLP521光耦，其应用电路如图4所示。其中C端表示控制端口，当故障发生时，封锁PWM信号，以保护IGBT。
（三）结论
PWM整流器以其优越的性能越来越受关注，而采用IPM智能模块实现的PWM整流器不仅为降低成本提供了可能性，而且其高度的集成性和保护性为设计提供了极大的方便。因此采用IPM智能模块设计PWM整流器系统具有电路设计简单、保护措施完善、体积小等特点，将其应用到电机的控制中，又可以组成双PWM电机控制系统，具有良好的发展前景。
参考文献
[1]于福振, 吴玉广.智能功率模块及其应用[J].微电机, 2003 (1) :52-55.
[2]张崇巍, 张兴.PWM整流器及其控制[M].北京:机械工业出版社, 2003.10.
[3]富士IGBT-IPM应用手册[EB/OL].http://www.scut-co.com/maindoc/techtrade/fuji/documents/te chsupport/RCH983/RCH983.pdf.
[4]王晓明, 王玲.电动机的DSP控制-TI公司DSP应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.7.
晶闸管整流桥的应用 篇2
关键词：缓上电；晶闸管；触发脉冲；PWM；同步脉冲；门极触发；隔离脉冲变压器
我们都知道，在以往的交直流伺服驱动器缓上电应用上，为了抑制上电时大电流对整流桥、功率电容的冲击，大都采用普通的三相整流全桥+继电器控制方式来实现缓上电，此方法的主要缺点有：
◇ 一般继电器的触点容量满足不了大功率应用场合，触点流过大电流时发热严重，线包发热也很严重，在高温高热环境下工作更是如此；
◇ 正常运行过程中，如由于某种原因导致继电器带大电流吸合或者断开，则很容易引起继电器损坏，甚至引起整个驱动回路的损坏；
◇ 响应时间长，在电网不稳定时仍可能造成电网对整流桥有很大的电流冲击；
◇ 耐压问题：由于触点为流过动力回路的大电流，必然要求线包与触点间的绝缘要求很高，而此类继电器现很难购买到。
因此，为了解决上述的缺点，国外有些厂家推出了晶闸管(可控硅)三相整流全桥，如日本三社公司推出的DFA xxx BA xxx系列整流桥，在不改变原整流桥外形、安装尺寸的情况下，内含一缓上电专用的可控硅，方便用户简化电路设计，为进一步提高产品可靠性提供了可能。现以DFA100BA160为例，介绍该类整流桥的使用方法，以达抛砖引玉的目的。
1 DFA100BA160工作原理简介
1.1 DFA100BA160的等效电路如图1所示，主要特点有：
(1)可连续耐受1600VDC的电压，能瞬时耐受1700VDC的电压；
(2)可连续输出100ADC的电流，能瞬时输出>1000ADC的电流；
(3)内置的可控硅可耐受电流冲击能力>7000A2S，电流变化率di/dt>150A/μs；且由于该可控硅也和桥内的二极管一样内置于该整流桥的散热基板上，而整流桥一般是安装在驱动器散热器上，所以其额定工作电流是有保障的。
从图1可以看出，若图中的可控硅未开通，即使3、4、5脚加入功率电，电流不能通过该可控硅流通，只能通过别的旁路(如缓上电电阻)流通。利用该可控硅，可实现缓上电的自动控制功能。
从图1也可以看出，DFA100BA160可分为输入部分(3、4、5脚)和输出(1、2)二部分，控制部分(6、7脚)。
1.2 DFA100BA160引脚功能见表1
2 DFA100BA160在伺服系统上的应用
2.1 一种用DFA100BA160作缓上电自动控制的典型伺服系统的功率电路(见图2)
图中A、B、C为3?准380VAC的输入端，KZi为整流桥内置可控硅的控制输入端，R5、R6为功率回路的缓上电电阻，同时R6也是TLP741光耦的电源采样电阻。
2.2 电路工作原理
由图2可见，当A、B、C端口刚送入3?准380VAC时，则：
(1)KZi送入的电平为高，TLP741原边不通，则付边不通，整流桥内置的可控硅不会导通，功率回路的充电电流只能通过三相全桥、R5、R6往功率电容C3充电，此前，上位机应禁止负载从功率电容C3上用电；
(2)当上位机检测到C3电容两端的电压变化率小于规定值时，则KZi送入的电平为低，允许TLP741原边导通，则付边在满足开通的条件下，随时准备好触发整流桥内置的可控硅导通。此时，如果采样电阻R6上的电压降可能很小，不足以让TLP741内的可控硅导通，或R6上的电压降足够让TLP741内的可控硅导通，但并不足以让整流桥内置的可控硅导通，则在此段时间内，整流桥内置的可控硅可能是不导通的；
(3)在送出的KZi信号为低，延时约10ms后(目的：充分保障触发电路准备好)，允许功率回路C3带负载。此时，如果C3电容两端电压比整流出的电压(即图2中的0端对2脚端的电压)高，则整流桥内置的可控硅仍不导通，只有在下一个充电周期：当0端的电压比1端的电压高、且采样电阻R6上的电压降足以让整流桥内置的可控硅导通时，可控硅才会导通。由图2功率回路带电机负载(负载功率约为5KW)后测得的可控硅控制极(6、7端)实际波形如图3、图4所示。
由图3可见，在触发脉冲的高电平期间，为可控硅关断时间，为主要由功率电容C3向负载提供功率期，约占整个脉冲周期的1/3；在触发脉冲的低电平时间，为可控硅完全导通时间，为整流回路往功率电容充电并向负载提供功率期，约占整个脉冲周期的2/3。
图４为图３波形的部分展开图，或者可以说是瞬时往功率回路充电需要提供的额外电流值：正常值为往电容C3的充电电流(对应图3中的类正弦波部分)，额外值为往负载提供做功的电流(对应图3中的叠加在类正弦波上的纹波部分)。图4中的时间段对应于可控硅的关断转向导通、充电/负载电流均流经电阻R5、R6的过渡期间。由于功率回路的ＰＷＭ控制周期为６kＨz，PWM开通时，电流流经R6，于是有触发脉冲加到可控硅的G、K极，PWM关断时，无电流流经R6，于是无触发脉冲加到可控硅的G、K极，所以此时间段内可控硅的触发脉冲频率也是6kHz。
(4)当发现有故障或掉电需要关断可控硅时，上位机在完全断开功率回路的负载后，再使送出的KZi信号为高，则最多延时一个电周期(=1/(6*50)s ≈3.33ms)后，可控硅必然关断。
(5)重复1~ 4，即可实现一个完整的控制过程。
3 注意事项
在图2方案电路中，要关注：
(1)电阻功率问题：在图2中，由上分析，可见电阻R5、R6在初次缓上电时瞬时流过的电流非常大，正常带载工作过程，瞬时流过的电流也比较大，所以，在实际应用时，必须注意选取电阻R5、R6的功率足够大；同时，在可控硅开通瞬间，流过电阻R1、R2的瞬间电流也较大，如图5所示，即为图2功率回路带电机负载(负载功率约为5kW)所测得的波形图：
由图可见，R6的电压降达7V，在每个供电周期(=50Hz*6=300Hz)均流过电流。由于R2的电压降被可控硅G、K极嵌位在2V以内，则在电阻R1上的压降：
≥ 7-2=5(V)
电阻R1上的瞬时功率：≥ 5*5/47 ≈ 0.53(W)
可见，电阻R1需承受的功率较大，所以也要注意选取电阻R1、R2的功率足够大，以充分保障整个触发控制电路的可靠性；
(2)时序问题：在上电时，如果在桥内的可控硅未满足导通条件，就允许功率回路带上负载，则电阻R5、R6很容易就烧断损坏，所以上电时，一定要保证在充分满足桥内的可控硅所需的开通条件后，再允许功率回路带上负载工作；同样，掉电时，也要充分保证在完全断开负载后，再使可控硅关断。否则，不但很容易会造成缓上电电阻R5、R6甚至R1、R2损坏，也使可控硅可能工作在大电流情况下关断，极易产生很高的关断过压，进而损桥内的可控硅，更是对桥内的可控硅的安全工作造成威胁；
(3)电流变化率问题：在任何情况下，必须保证可控硅导通期任何时候的电流变化率都不能超过其标称的重复值；
(4)通态平均电流额定值：在实际使用中，由于不能充分保证整流桥的散热，
则元件应降额使用。具体降额多少，需根据实际使用状况来决定。
(5)驱动光耦问题：由于涉及到强电、弱电隔离，可控硅导通时需要的推动功率较大，光耦付边耐压问题等，必须慎重的选择内置可控硅的推动光耦。
4 方案优点分析
由图2可见，由于很巧妙的利用缓上电电阻R6上的电压降作为光耦TLP741的供电电源，在需要桥内的可控硅开通时，才送出允许可控硅开通的开通信号；需要桥内的可控硅关断时，才送出允许可控硅关断的关断信号。所以，在功率回路正常带载工作时，KZi的电平是一直保持为低的，可控硅的关断、导通过程完全是自适应的，无需专门的控制策略。这不但省去了一组专门的供电电源，也无传统的可控硅触发控制电路需求的由供电电源的检出的同步脉冲(以确定触发的时刻)、门极触发所需求的隔离脉冲变压器等，大大的简化了触发控制电路，使整个触发控制电路的工作更为可靠。
5 结束语
从上述的实验结果来看，使用的内含一缓上电专用的可控硅三相整流全桥，可以完全替代传统的采用继电器作缓上电控制策略的缓上电方式，方便用户简化电路设计，节省安装空间，为进一步提高产品可靠性提供了可能。虽然如此，但也存在着如前面所述的许多需要注意的地方，并且在实际应用中一定要特别注意上下电的时序配合问题，否则，在应用过程仍然会容易发生元器件损坏的故障。
智能整流 篇3
矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉,是矿山的关键设备之一,是地下矿井与外界的重要通道,担负着矿石、物料、人员等的重要运输任务。提升机电控系统是提升机系统的重要组成部分,目前大多采用可控硅整流技术实现电动机调速。12脉动整流技术与传统的6脉动整流技术相比,在相同的输出功率下能够降低系统扰动,对稳定电网、延长电动机寿命有着重要的作用和意义。12脉动串联整流技术在确保提升机的高电压驱动电动机正常工作时,有较高的工作效率,谐波扰动较小,更能实现提升机运行过程中1组整流桥故障后的快速恢复全载半速提升,克服同容量12脉动并联整流装置在全载情况下无法实现故障后的提升问题。本文介绍采用西门子SIMOREG DC-MASTER 6RA70整流装置实现12脉动串联整流技术、进而实现提升机直流调速控制的方法。
1 提升机电控系统基本配置
整个系统有主控S7-400(ZK)PLC、辅控S7-400(FK)PLC、工控PC机3个主站,采用工业以太网构成上层信息管理网络,如图1所示。其中,主控S7-400(ZK)PLC与其下挂的控制柜远程I/O分站、辅助柜远程I/O分站、操作台远程I/O分站、高压柜远程I/O分站和3个SIMOREG驱动分站之间采用Profibus-DP协议实现数据传输,形成提升机的主控部分,完成提升机的驱动和工艺控制。辅控PLC完成行程包络线的计算和保护任务。
提升机调速系统选用西门子公司的SIMOREG DC-MASTER 6RA70系列全数字直流调速装置,速度和电流闭环由SIMOREG DC-MASTER 6RA70调节控制器实现。主回路采用电枢反向、12脉动串联方式;当1组可控硅出现问题时,12脉动驱动可手动切换为6脉动,实现全载半速运行。为实现12脉动驱动和6脉动切换,电枢主回路配置包括2台整流变压器、2台电枢整流装置、快开、电抗器、2组切换开关和2个平衡电阻等,如图2所示。整流变压器1和整流变压器2分别采用DY11和Dd0的连接方式,整流变压器1向作为主动的整流装置1供电,整流变压器2向作为从动的整流装置2供电,以确保主动整流装置的工作电源超前于从动整流装置 30°电角度。为了在低电枢电流或电枢电流等于零时,确保2个整流装置之间的总电枢电压得到对称分配,同时有利于电流过零换向,在2个6RA70整流装置的直流输出侧分别并联了1个平衡电阻(见图2中R1、R2)。R1、R2的阻值应满足在整流装置以最小电压输出时,流过电阻的电流不小于200 mA,电阻功率应满足稳定性和散热要求。为实现单整流装置的应急提升,主回路设置了QK1和QK2两组切换开关。正常12脉动状态下,QK1和QK2处于断开状态,若整流装置1出现故障,可通过闭合QK1实现整流装置2的单独运行,达到提升机应急状态下全载半速运行的目的。同理,若整流装置2故障,通过闭合QK2实现整流装置1的单独运行。该功能的设置可确保提升机工作过程中遇到中途故障停车时实现快速应急提升功能。
2 12脉动串联整流驱动参数的设置
在设置整流装置和电动机基本参数前,必须对整流装置进行恢复工厂设置操作,确保控制参数处于出厂的默认状态。根据驱动系统主电动机和编码器的各项参数,对主、从整流装置进行参数设置。在提升机处于制动状态下,主、从整流装置分别执行电流优化运行,否则,可能出现2个装置电流显示不一致的现象。
如图3所示,要实现2套6RA70整流装置的串联运行,电枢触发单元P079必须设置为2,该参数设定起到以下作用:一是使触发脉冲的持续时间直到下一个脉冲前大约0.1 ms,以每30°电角度输出1个触发脉冲;二是使电枢电流调节器的预控制从6脉动运行转换到12脉动串联连接运行;三是通过电流优化运行得到的电动机的电枢阻抗P110和感抗P111在系统内部反电动势(EMF)计算时大小自动取一半。
另外,还有几个值得注意的问题:
(1) 电枢电流预控制反电动势的输入值P193应为电动机电枢电压的一半;
(2) 电动机电枢额定电压的参数输入值也应为电枢电压的1/2;
(3) 速度调节器的比例增益P155必须取电流优化值的一半,积分时间常数P156保持不变;
(4) 自然换相时间点的校正值应设为0;
(5) 主、从整流装置之间采用并行接口通信方式,但要注意:主从整流装置之间不可进行转矩或故障互锁,否则,主整流装置报F44故障。
3 结语
基于西门子6RA70整流装置的12脉动串联整流技术已应用于南屯煤矿的提升机直流调速控制系统中,获得了较好的动、稳态驱动性能,系统电流给定、电流反馈、速度给定和速度反馈运行曲线如图4所示。
1-速度给定曲线;2-速度反馈曲线;3-电流给定曲线;4-电流反馈曲线
该系统的成功应用,克服了12脉动并联驱动为满足故障状态下安全提升而增大容量的弊端,实现了提升机不同工况下的安全可靠运行。同时,12脉动整流驱动系统基本消除了6脉动整流产生的5次、7次谐波,使整流电压、电流中的最低谐波频率增大到11次,其幅值变小,降低了对电网的干扰,减少了对通信和控制回路的干扰,以及对PLG等精密电子器件的误动作和损坏。在实际谐波测试中,5次、7次谐波分量仅占8.5 %和6.7%,远远低于国标40%和28%的要求。该系统自投入运行以来,性能稳定,安全可靠,提升效率大大提高,产生了良好的经济效益与社会效益。
摘要：文章介绍了采用西门子SIMOREG DC-MASTER 6RA70整流装置实现12脉动串联整流技术、进而实现提升机直流调速控制的方法,并给出了12脉动串联整流驱动参数的设置。该12脉动串联整流技术已应用于南屯煤矿的提升机直流调速控制系统中。应用结果表明:该技术克服了12脉动并联驱动为满足故障状态下安全提升而增大容量的弊端,实现了提升机不同工况下的安全可靠运行;基本消除了6脉动整流产生的5次、7次谐波,降低了对电网的干扰,减少了对通信和控制回路的干扰,以及对PLG等精密电子器件的误动作和损坏。
关键词：矿井提升机,电控调速,整流技术,串联整流,6RA70
参考文献
[1]陈昌宇,孙德宝.西门子6RA70全数字直流调速装置的2种扩容方法[J].电气传动,2003(3).
[2]王洪志,邵志红.西门子6RA70系列12相整流装置在直流调速系统中的应用[J].宽厚板,2005(2).
[3]唐国荣,杨智新,侯时云,等.西门子6RA70在同步励磁电源上的应用[J].电气自动化,2007(5).
浅析单相整流电路 篇4
在工农业生产和科学实验中, 一般使用交流电, 但在精密仪器和家用电器中往往需要直流稳压电源, 而稳压电源的第一部分是整流电路, 它的作用是把大小和方向都变化的正弦交流电压变为单向脉动电压。常用的整流电路有单相半波整流电路和单相桥式整流电路。
1 单相半波整流电路
1.1 电路的结构及工作原理
单相半波整流电路如图1所示。该电路中, 在电源电压的一个周期内, 流过负载的电流和负载两端的电压只有半个周期, 所以称为半波整流。
设u2为正半周时, 极性为上正下负, 这时加在二极管两端的为正向电压, 因此二极管导通, 电路中有电流流过, 并且负载和二极管上的电流相等, 因为二极管的正向电压很小, 可以忽略不计, 所以负载两端的输出电压近似等于变压器副边电压, 输出电压的波形和变压器副边的电压相同。
当u2为负半周时, 极性为上负下正, 这时加在二极管两端的为反向电压, 因此二极管截止, 电路中没有电流, 输出电压uo=0, 变压器副边电压全部加在二极管上。[1]
1.2 参数计算
1.2.1 负载上的电压平均值和电流平均值
负载上得到的整流电压虽然是单方向的, 但大小是变化的, 常用一个周期的平均值来衡量这种单向脉动电压的大小。单相半波整流电路输出电压的平均值为
负载RL上的电流平均值为
1.2.2 整流二极管的电流平均值和承受的最高反向电压
由图1可知, 流过整流二极管的平均电流IV与流过负载的电流相等, 即
二极管承受的最高反向电压URM是二极管截止时两端电压的最大值, 它等于变压器副边电压的最大值, 即
实际中, 根据IV和URM选择合适的整流二极管。二极管的反向峰值电压要选得比URM大一倍左右。
半波整流电路的优点是电路简单, 缺点是电源的利用率低, 输出电压低, 脉动大, 只适用于要求不高的场合。[2]
2 单相桥式整流电路
单相桥式整流电路可以克服单相半波整流电路的缺点。
2.1 电路结构及工作原理
单相桥式整流电路如图2所示, 它是由四个整流二极管接成电桥的形式构成的。
设u2正半周时, 极性为上正下负, 这时加在二极管V1、V3两端的为正向电压, 因此二极管V1、V3导通, 而加在二极管V2、V4两端的为反向电压, 因此二极管V2、V4截止。此时电流的路径为a→V1→RL→V3→b。
当u2负半周时, 极性为上负下正, 这时加在二极管V2、V4两端的为正向电压, 因此二极管V2、V4导通, 而加在二极管V1、V3两端的为反向电压, 因此二极管V1、V3截止。此时电流的路径为b→V2→RL→V4→a。
可见, 在电压u2变化的一个周期内, 负载RL上都有相同方向的电流流过。
2.2 参数计算
2.2.1 负载上的电压平均值和电流平均值
由上述分析可知, 桥式整流电路中负载上的电压和电流是半波整流的2倍。即
2.2.2 整流二极管的电流平均值和承受的最高反向电压
在桥式整流电路中, 由于二极管V1、V3和V2、V4在电源电压变化的一个周期内轮流导通, 所以流过每个二极管的电流都等于负载电流的一半, 即
二极管承受的最高反向电压URM是二极管截止时两端电压的最大值, 它等于变压器副边电压的最大值, 即
桥式整流电路与半波整流电路相比, 电源利用率提高了1倍, 同时输出电压提高, 波动成分减少[3], 因此桥式整流电路应用非常广泛。桥式整流电路的缺点是二极管用得较多, 容易出错, 因此, 常将四只二极管集成在一起构成整流桥, 内部结构及外形如图3所示。
(a) 半桥堆; (b) 全桥堆
使用一个“全桥”或“半桥“, 就可构成桥式整流电路, 非常方便。
参考文献
[1]李仁华, 冯贇.电子技术[M].北京:北京理工大学出版社, 2010 (86) .
[2]黄冬梅.电子技术[M].北京:中国轻工业出版社, 2011 (10) .
《整流电路》说课设计 篇5
关键词：整流电路,教学目标,综合教学,教学过程,板书设计
《电工电子技术》是高职高专机电类专业的一门重要的专业技术基础课, 课程的主要任务是研究电的规律及应用, 研究电子技术及应用, 为培养高素质技能型人才打基础。在现代化的今天, 电工电子技术己经渗透到工农业生产各方面、生活各领域。通过本课程的学习, 使学生获得必要的电工电子基本知识和基本技能, 为培养创新能力打下基础, 为学习后续课程和使电工电子技术与本专业相结合, 打下良好的理论和实践基础。本课程有相当一部分实验内容。
1 说教材
《整流电路》是高职高专《电工电子技术》课程教材《稳压电源》中的一节。该章节是教材的重要内容, 是电工技术与电子技术结合应用的一个典型, 是交流电转向直流电的必然过程和重要过程, 是机制专业将来学习自控、电机的基础, 是电子与电控和专业学生今后从事专业工作必须掌握的知识与技能的一个重要组成部分, 也是电工考试的重要组成部分。
1.1 教学目标
知识目标。掌握《单相桥式整流电路》的工作原理及分析方法, 会画波形图, 熟悉整流参数计算及元件的选择能力目标:会把该电路应用到实际工作中, 培养学生实际应用的能力。
情感目标:进一步培养学生勤思考爱动脑筋的良好习惯, 增强从事专业工作的信心。
1.2 教学重点和难点
重点:整流电路的组成、工作原理及整流参数计算
难点:单相桥式整流电路的工作原理
1.3 教学关键
明确任务:分析《单相桥式整流电路》的工作原理。
分解难点:解决问题的一般方法是把复杂问题进行分解, 分步解决。把一个周期分解成为二个阶段 (0-π、π-2π) 进行分析。
方法:根据二极管导通和截止条件判断出二极管的工作状态;画出各电压的波形和负载电流的路径;每个阶段要分析两条桥臂的状态。
教学过程贯彻教会学生分析方法、逐步提高学生分析能力以实现提高学生能力的教学目标。
2 说教法
适当的教学方法尽可能多地为学生创造动口、动脑、动手的机会, 让他们更多地参与教学, 根据该课的教学目标、教材特点和学生的年龄及心理特征, 采用以下方法进行教学:
项目法:通过共同实施一个完整的“项目”———图形完成, 进行教学活动。
参与法:在承认学生的教学活动主体地位, 引导他们积极参与课堂教学的全过程, 引导学生在学习和运用知识的过程中主动探索新知识的形成过程和实际应用价值, 而不是机械的死记死背书本知识;培养他们在教学活动中全身心投入并参与教学活动的自觉意识和能力。
教学中实现主导与主体、外在与内化、显性与隐性、浅层与深层、课内与课外等方面各自的相互联系, 找到它们的有机结合的一种最佳结合点。
互动法:培养学生的综合素质和创新能力为主线。把获取知识的主动权交给学生, 给学生以充分动脑、动手、动口的机会, 让学生在“动”中获取知识, 形成能力。导而不灌, 整个教学过程进行组织、启发、指导和知识传播。培养学生综合能力为主线, 传授知识的同时, 重视学生综合素质和创新能力, 特别是创造能力的培养。
自助法:充分利用所给条件自我设计目的、学习方法、实施内容学习、进行自我总结和综合考评。
综合教学法, 多种教法相结合:举例法、演示法、大脑风暴法、提问技术、启发技术、鼓励教学法、多媒体教学值得一题的是采用填空的方式引导学生并与学生一起判断、分析和画出波形图, 让全体学生参与进来, 充分调动全体学生的学习积极性。使平时学习有困难的学生也能模仿教师一起学习, 各有收获。以适应不同层次的学生。
3 说教学过程
3.1 引入部分
用复习提问回顾前节课介绍的二极管特性、变压器作用使学生温故知新, 为新课讲授进行铺垫。
3.2 新课引言
因为电子设备中都需要稳定的直流电源, 直流电源可以由直流发电机和各种电池提供, 但比较经济实用的方法是利用具有单向导电性的电子器件将使用广泛的工频交流电转换成直流电, 就必须用整流电路。
这样用日常生活中的问题来引起学生的注意力, 引导学生观察问题, 激发学生的兴趣;从而引出整流的概念, 引入课题。使学生带着任务学新课。
3.3 讲授新课
首先介绍直流稳压电源的组成框图, 再用波形图显示每一步的变化。其间定义每一步结构。
其次, 简要介绍单相半波整流电路
第三重点讲解单相桥式整流电路, 包括四种画法、工作原理和波形图。
四种画法用图示对比的方法逐渐给出。
工作原理逐步引导, 分段说明, 把一个周期分解成为二个阶段 (0-π、π-2π) 进行分析, 按线路分析。
为了帮助学生熟练掌握新学的内容, 实现学以致用的目的。将本部分原理精炼的归纳为:正半周内VD1和VD3受正压导通。id从1端→VD1→Rd→D3→2端, 此时VD2和VD4受反压截止。负半周内VD2和VD4受正压导通。id从2端→VD1→Rd→D3→1端, 此时VD1和VD3受反压截止。以后循环往复, 在这过程中掌握《单相桥式整流电路》的工作原理及分析方法。为使学生充分理解和掌握教学内容以便实现教学目标, 讲授新课采用启发引导的方式, 适当的讲解、引导和补充。创造环境让学生自己分析、自己解决问题、自己作出判断, 把原理分析清楚, 继而应用, 很自然地引出了实际中的裕量计算问题。整个过程环绕着问题的提出、寻找解决问题的方法、解决问题进行。
波形图的画法随之跟出, 水到渠成。
最后自然而然地介绍参数估算和常用器件, 选择结合实际情况进行二倍裕量计算。
进行原理说明后给出常用器件、器件图、应用电路和应用环境介绍。
教学过程贯彻教会学生分析方法、逐步提高学生分析能力、应用能力, 实现高素质技能型人才的学习培养。
3.4 练习
为进一步巩固桥式整流电路原理及应用, 安排了一个练习, 让学生动脑思考, 动手做题, 动口讲题, 全面激发学生的潜能。
3.5 知识发展
准备了一份习题, 有判断、填空、选择、计算。让学生动手练习, 在脑海里形成一个知识体系。此部分剩余可作为课后作业。
3.6 课堂小结
小结体现了便于学生记忆和工作中使用, 达到实现学以致用的目的。在最后, 采用一分钟教学法, 在下课前的1分钟让学生闭目回想本次课的内容, 使刚学的知识在大脑里产生清晰的印象。
3.7 布置课后作业
拓展练习。
4 说板书设计
板书分三块, 前两部分为主板书, 第三部分为副板书。
5 说课堂设计
本节课从知识回顾出发, 逐渐引入正题, 再通过例题, 引导学生如何使用二极管进行整流电路分析, 再上升为理论高度, 能让学生想的尽量让学生想, 能让学生说的尽量让学生说, 能让学生做的尽量让学生做, 全面发展学生的各方面能力, 再通过探究性的作业使学生的思维活动在时空上得以延续。
参考文献
[1]《创新教育与创新人才培养》佟景才中国铁道出版社2000年
[2]《教学的革命》宇航出版社[美]梅里尔·哈明
[3]《课堂多媒体演示课件色彩的选择与应用》袁芳、沈晓鹏、张国莹
[4]《教师的职业特点与教师专业化》顾明远
整流叶片轴颈加工变形控制 篇6
整流叶片是通过叶片缘板安装部位或轴颈装配在发动机的机匣中, 为压气机转子叶片提供确定方向、流量的稳定压缩空气, 使压气机转子叶片得到稳定的工作条件。安装部位的尺寸精度, 直接决定了叶片在机匣中的位置是否正确, 是影响发动机性能的主要因素之一。对于轴颈结构的叶片, 一般的加工方法就是采用车或磨加工方法来保证其尺寸, 但是对于细长轴、刚性弱的叶片轴颈加工, 其加工变形问题, 还没有很好的解决办法。
1 叶片结构及材料特点
某发动机整流叶片, 由上下轴颈和叶身型面组成, 大端轴颈直径Ф7mm, 长度30mm, 小端轴颈Ф4mm, 长度8mm, 截面厚度的最大值为1.43, 最大弦长22mm, 叶片型面总长40左右, 如图1所示。
这种结构尺寸造成该类叶片成为典型的弱刚性体零件, 增加了叶片每个特征的加工难度, 增大了加工变形系数。
该叶片采用的TC4钛合金属难加工材料, 此材料是一种典型的α+β型两项合金, 是当前最常用的叶片合金。其材料特点是比强度高, 具有较好的热强性和低温韧性, 优良的耐腐蚀性能。但因其弹性模量小, 也具有变形不易消除的特性[1]。
2 工艺试验及变形因素分析
叶片毛料为模锻件, 叶身余量1.0mm, 轴颈直径余量单面2mm, 按照典型零件的常规加工工艺, 首先是要将两端轴颈进行半精加工, 作为叶身型面加工基准, 然后进行叶身型面加工。由于加工叶身型面时, 会产生弯曲变形, 因此引起两端轴颈的弯曲。为了保证两端大小轴颈的尺寸精度和跳动要求, 需要在叶身型面加工后, 对两端大小轴颈进行磨削加工。影响轴颈尺寸精度的工序, 主要有叶片型面加工引起的轴颈变形及轴颈精加工工序的尺寸精度保证。
2.1 工艺试验
(1) 型面加工工序。按工艺要求完成叶身型面加工后, 进行轴颈跳动值检测, 检测结果分析叶片弯曲变形严重。 (2) 精加工轴颈工序。由于型面加工后的弯曲变形影响, 轴颈留有加工余量进行精加工, 保证轴颈的最终尺寸。但采用车床进行精车加工后进行尺寸检测, 轴颈跳动不能满足工艺要求。
2.2 原因分析
2.2.1 定位装夹方式对加工变形的影响。
(1) 叶身型面加工时, 采用夹紧一端轴颈、顶紧叶片另一端中心孔的装夹方式, 在加工刚性较弱的叶片时, 顶紧力过小, 加工叶身型面容易出现振动, 顶紧力过大又直接造成了叶片弯曲且无法消除。同时, 顶紧力与加工刀具轴向力的复合作用又造成了叶片弯曲变形。 (2) 精车轴颈时, 采用两端中心孔定位压紧, 由于叶身型面已加工完, 刚性较弱, 在两端顶尖顶紧后, 发生弯曲现象, 造成车加工后轴颈椭圆, 不能保证尺寸公差和跳动值。
2.2.2 残余应力对加工变形的影响。
残余应力是一种存在于零件内部并保持平衡的弹性应力, 由于外部环境的变化而引起材料的不均匀变形, 造成局部应力释放, 使零件发生变形。残余应力所受影响因素较多, 在不同的材料、加工工艺和使用状态下, 残余应力的分布、数值不同, 所引起的变形不同。
2.2.3 切削力对弯曲变形的影响。
某整流叶片为模锻件, 叶片型面采用一次数控铣削加工, 留有余量手工抛光。由于切削余量较大, 切削力可造成叶片较大的弯曲变形。叶片型面的弯曲变形, 直接影响到两端轴颈的弯曲。
下面对叶片型面加工过程中的弯曲变形进行理论分析:为便于分析叶身弯曲变形, 将叶片简化为简支梁进行受力分析。如图2所示, 从受力模型可以看出, 点C即为刀具的切触点, 因此问题转化为求解截面C的弯曲变形上。
AC段是已加工区域, 抗弯刚度为EI1, 长度为a (0<a<L) , CB段是待加工区域, 抗弯刚度为EI2, 截面C的挠度曲线方程为:
式中:Fx两端点支撑力, k=EI2/EI1-叶片前后截面刚度的变化。
为了研究叶片整体的弯曲变形规律, 借助仿真软件MATLAB, 取k=1.1, 1.2, 1.3时, 将挠度变形量拟合成曲线, 如图3所示[2]。对比三条挠度曲线, 发现叶片从叶根到叶片的变形趋势基本一致, 从叶根、叶尖到叶身中间区域, 弯曲变形逐渐增大, 最大弯曲变形发生在叶身中间。
3 采取的工艺措施
经过上述变形影响因素的分析, 采取了相应的改进措施。
3.1 工艺路线的优化
根据叶片的结构特点和技术要求, 合理规划叶片加工工艺路线和工序安排。对原工艺路线进行了优化。将叶身型面数控铣工序分为粗、精铣两道工序加工, 通过控制切削量来降低数控铣型面的加工变形。同时在其中间增加去应力热处理工序, 消除一部分加工应力, 可减少后续的加工变形量。增加热处理后叶片的大小轴颈磨削加工工序, 通过控制两端轴颈的同轴度来有效控制叶片加工弯曲变形量。
3.2 浇注夹具设计
针对轴颈精加工, 考虑需要增加叶身型面的刚性, 以改善装夹的弯曲变形, 增加叶身浇注低熔点合金的工序。夹具设计思路:所设计的夹具要保证浇注合金后的叶片具有足够的刚性, 并在车削或磨削回转时, 尽量不产生偏心, 同时要尽量减小重量, 减小离心力。
4 措施效果验证
将技术措施应用到叶片研制中, 大端轴颈尺寸精度有了明显的提高。叶片轴颈跳动可达到0.01~0.02之间, 可满足要求。
通过上述改进措施的验证和实施, 我们对弱刚性叶片轴颈加工的变形机理有了较为深刻的认识。所采取的技术措施可以有效地控制零件的变形, 同时可为其他结构相近的叶片加工变形控制起到一定的借鉴作用。
参考文献
[1]刘艳.《透平机械现代化制造技术丛书》总编委员会.叶片制造技术[M].北京:科学出版社, 2002, 10.
整流滤波电容的选用方法 篇7
关键词：整流滤波电容,选用,方法
整流滤波电路属直流稳压电源设备中的常见电路之一, 其选用是否合理, 通常决定着纹波电压大小是否合理, 同时也决定着直流电压的质量, 可见, 了解整流滤波电容的选用方法极为必要。本文从实际实验的角度入手, 阐述了实验以及计算过程, 并对实验结果进行了验证, 深入分析了整流滤波电容的选用方法。
1 整流滤波电路
直流稳压电源设备包括很多种, 整流滤波电路属于其中一种, 且较为常见, 功能在于实现对电压的转换, 即将交流电压, 转换为直流电压, 以确保电力资源能够被正常使用。整流滤波电路中, 共包含两部分电路, 分别为整流电路和滤波电路。两者的功能各不相同。整流电路的功能在于对正弦波交流电压进行转换, 而滤波电路的功能则在于对单向脉动电压进行转换。两部分电路功能的共同发挥, 可全面完成所有交流电压的转换过程, 进一步提高电压输出的稳定性水平, 是当前电力领域工作关注的重点问题。
如上述两部分电路对电压的转换功能无法顺利实现, 则会影响电压的转换效率与效果, 进而影响其输出的稳定性, 可见整流滤波电路及电容合理选用的重要性。
2 整流滤波电容的选用方法
假设整流滤波电容的电压及功率稳定, 此时纹波电压的稳定性, 则会直接影响电压输出的稳定性, 如纹波电压过大, 稳压必定无法实现。文章本部分主要通过实验的方法, 对整流滤波电容进行了设计, 并以此为前提, 研究了整流滤波电容的选用方法:
2.1 整流滤波电容的充电与放电
整流滤波电路由整流部分与滤波部分两部分构成, 两者通过开关相互连接, 在开关关闭的情况下, 两者功能可共同发挥, 如开关断开, 电压形式则会有所转变。实验中, 将开关断开后发现正弦波电压转变为了单向脉动电压。将开关重新连接之后, 通过对示波器的观察, 则能够得出反应整流滤波器电容充电与放电过程的波形图:当整流滤波电容处于稳定状态时, 如其他条件不变, 电压波形以及纹波电压同样趋于稳定, 但如整流滤波器电容发生变化, 则纹波电压的幅度也会发生变化, 当整流器电容处于充电或放电两种状态时, 纹波电压的变化幅度会呈现出不同的特点。
2.2 整流滤波电容的计算与仿真
2.2.1 整流滤波电容的计算
按照以上思路, 最终可得到滤波电容的计算公式:
2.2.2 整流滤波电容的仿真
采用仿真的方法, 分别设定滤波电容计算公式中的数值, 最终可计算出RFZ的值, 为20Ω。
2.3 实验验证
采用实验的方法, 连接好电路, 将电压控制在15V, 实验在室内进行, 未特别控制温度, 将相应参数一一设定, 最终得到实验结果如下:
(1) 当ΔU的数值为Ue的20%时, 通过相应计算公式可以得出, 电容为2300μF。验证时, 将电容设置为了2200μF, 得出ΔU的数值为U的19%, 验证了分析结果的准确性。
(2) 当ΔU的数值为Ue的10%, 电阻为20Ω时, 通过相应计算公式可以得出, 电容为4000μF。验证时, 将电容设置为了4100μF, 得出ΔU的数值为Ue的19%, 验证了分析结果的准确性。
(3) 当ΔU的数值为Ue的25%, 电阻为15Ω时, 通过相应计算公式可以得出, 电容为1900μF。验证时, 将电容设置为了2000μF, 得出ΔU的数值为Ue的24%, 验证了分析结果的准确性。
(4) 当ΔU的数值为Ue的15%, 电阻为20Ω时, 通过相应计算公式可以得出, 电容为3600μF。验证时, 将电容设置为了3800μF, 得出ΔU的数值为Ue的15%, 验证了分析结果的准确性。
3 讨论
整流滤波电容的选用, 与ΔU有关, 与电阻有关, 应根据滤波电容计算公式, 合理控制电容。
综上所述, 整流滤波电容通常决定着输出电压的稳定性, 可以以相应计算公式为基础, 对电容加以控制, 以达到控制电压的目的。
参考文献
[1]董振旗, 赵巍辉, 刘耀辉, 刘鹏.整流滤波电容的设计与选用方法研究[J].电子设计工程, 2012, 14:56-58.
[2]周霞, 王斯然, 凌光, 吕征宇.三相桥式整流电路滤波电容的迭代计算[J].电力电子技术, 2011, 02:63-65.
[3]徐立刚, 陈乾宏, 朱祥, 丰骏.单相整流滤波电容纹波电流的数学模型与分析[J].电力电子技术, 2009, 03:51-53.
整流元件的电流检测与保护 篇8
在整流设备中对整流元件的保护包括对各整流元件的工作电流进行实时的检测。当个别整流元件的电流过大时,保护装置发出警报,采取保护措施,防止硅整流元件因电流过大烧坏器件。对于采用水冷却的硅整流元件,特别是同一桥臂上有多支整流元件并联的水冷元件,电流检测可以监测各支元件在运行中的实际电流,所以监测各只整流元件的运行电流是一种最直接和综合的监测方法。
电流检测装置是集微电子技术和计算机技术相结合,对整流柜整流元件的工作状态进行实时在线检测的一种系统。此系统由采样电流传感器、直流智能均流检测装置(下位机)和工控机(上位机)组成。可以对整流器的柜号、臂号、整流元件号、臂均流系数、柜均流系数进行显示。
1结构说明
1.1 整体结构
电流检测装置是由直流电源、电流采样电路、多通道A/D转换器IC3、单片机CPU电路组成(见图1)。
1.2 电流检测电路的组成
1.2.1 电流采样电路
电流采样电路由四个结构完全相同的电流采样单元B1-B4组成。每个电流采样电路均由电流传感器(霍尔元件)把采集到的电流信号转换成电压信号,然后把此电压信号再通过运算放大器电路,对其输出进行分析计算,把信号转换成符合比例要求的电压信号。
1.2.2 多通道A/D转换器电路
A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前,输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。
通过电流采样电路后四组电压输出信号分别接到多通道A/D转换器的A0——A3接口上,然后通过多通道A/D转换器的转换把四组电压信号转换成四组数字信号送到的输出端Dout依次输出。
1.2.3 单片机CPU电路
A/D转换器的输出端Dout通过SPI的方式与单片机CPU的端口进行数据通讯,把采集到的电流信号送入单片机中,这样单片机就可以对数据进行分析计算了,然后单片机CPU通过RS-485通讯方式把分析计算后的数据信息传送到PLC或者其他上位机系统,方便用户操作和显示。(见图2)。
1.3 直流电源的结构组成
直流电源是把直流输入5V电压信号通过电压转换模块后转换成±12V的电压信号,给方便给电流传感器提供电源。其电路组成包括:电容(C2)、电压转换模块(IC2)、电容(C3)、电容(C4)组成,其中,电容(C2)、电容(C3)、电容(C4)均为滤波电容(见图3)。
2核心技术
2.1 电流采集
本装置采用的是高精度的霍尔元件电流传感器。此电流传感器的原理是:当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为5V。
其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。
2.2 A/D转换
A/D转换电路和电流采样电路在物理上实际是同一块印刷电路板,A/D转换电路可以选用各种品牌和型号来实现,如同单片机CPU芯片可以选各种不同型号一样,这并不影响本技术的实施。
A/D转换后的数据仅仅是表达了电流传感器的输出电压的大小。它所代表的实际电流,要根据实际选用的传感器的特性曲线,再结合电路运算得到。
2.3 数据收集
每个模块可以采集同一电位的四组电流信号。当采集不同电位的多路信号时,就需要另外再加几个模块,这样就需要收集每个模块的数据,然后再把这些数据送到上位机系统。
A/D转换后的数据通过SPI的方式把数据存放于每个采集子模块单片机CPU内部RAM中,此数据通过CPU的TXD和RXD口线,通过串行通讯的方式把数据送到收集模块中。所有子模块的TXD口线完全直接并联,所有子模块的RXD口线也完全直接并联,子模块的TXD口线与数据收集模块的RXD口线连接,子模块的RXD口线与数据收集模块的TXD口线连接(见图4)。
为了区别不同几何位置的整流元件的数据,不同子模块要有不同编号,数据收集模块根据子模块编号将数据存放于数据收集模块CPU不同的RAM地址中。
最后数据收集模块将全部数据通过RS-485端口送到PLC上位机或显示模块中,具体软件设计可以根据具体工程需要而定。
SPI接口具有如下优点:1) 支持全双工操作;2) 操作简单;3) 数据传输速率较高
3工艺选择
对于大电流的整流器件和晶闸管常采用平板式的结构,它们的安装压力对接触电阻的影响很大,尤其是压接式的平板器件其安装压力决定了该器件的导通压降,这就直接影响了并联支路的均流值。为此对于平板式器件构成的并联支路,应保证各并联器件的安装压力的一致性,并应达到该器件规定要到达的安装压力,以便减少并联器件的导通损耗及实现较好的均流状态。电流传感器在结构上还是要保证一定的绝缘强度,这是设计中应该着重考虑的基本安全要求,其安装位置也十分重要,尽量安装在平直的母线上。在多相变流装置中并联臂除了受自身电流变化的磁场影响外,还会受到别的换相流时磁场的影响,更需要注意并联母线的配置,增大每项母线之间的距离及母线对柜体的距离,以免引起有害的影响及干扰。
4结论
本技术利用电流检测电路采集整流元件的电流信号,此信号经多通道A/D转换器转换为数字信号后,把数据通过SPI的方式送入 CPU进行处理,得到电流值,最后在通过RS-485通讯的方式把信号送到PLC或上位机,以实现数据的集中管理和监控。当某整流元件因冷却不良或其它原因引起电流过高时,PLC或上位机向继电器发出控制信号,切断主回路,对整流元件实施保护,防止整流元件烧毁。
摘要：文中介绍了整流元件的电流检测装置,用于解决通过整流器元器件的电流多少的问题。本装置由直流电源、电流检测采集电路、多通道A/D转换电路、单片机CPU电路以及上位机监测几部分组成,通过深入的剖析,对如何有效保护大功率电力电子设备的安全进行了阐述。
关键词：整流元件,电流监测,多通道A/D
参考文献
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术(第四版)[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]杨萌福,段善旭.电力电子装置及系统[D].北京:清华大学出版社,2006.