电路改进

电路改进（共10篇）

电路改进 篇1

0 引言

安钢焦化厂回收车间一系统鼓冷工序负责对焦炉煤气进行回收冷却,同时对从煤气中分离出来的煤焦油进行脱水、脱渣后送往焦油加工车间。其中焦油脱渣、脱水采用2台三相离心机,主离心机采用高速三相卧螺型,设备正常或故障停机后可控制三通调节阀自动切换到旁路管道,能实现煤焦油的不间断输送。而备用离心机采用KCWL系列,不能控制三通调节阀,设备故障时不能自动切换到旁路管道,需要操作人员发现后去现场对手动阀门进行切换,如果操作人员疏忽或处理不及时,会造成煤焦油冒槽(焦油储槽不大)。为实现离心机正常或故障停机时自动控制三通调节阀切换到旁路的功能,需要对KCWL系列离心机增加控制电路,对三通调节阀进行自动控制。

1 KCWL系列离心机工作原理

1.1 离心机工作原理

该设备为三相(固-液-液)分离离心机,需要分离的煤焦油通过中心供料管进入离心机内,在离心力的作用下,密度大的固体(渣)沉降到转鼓壁上,沉积在转筒壁上的固体由螺旋输送器传送到转筒体的锥体端,从排料口排入固体积料箱。两相密度不同的清液形成同心圆柱,水处于最内层,顺着排液管排往机械化澄清槽。煤焦油处于外层,被送往焦油缓冲槽或直接送往焦油加工工序。不同液体环的厚度可通过调节溢流堰和可变叶轮来改变。

1.2 离心机控制及联锁

控制电路如图1所示。操作时,将电控柜内的S1、S2、Q1断路器合上,按电控柜面板上的启动按钮S3,继电器K6吸合并自保,控制变频器G1启动,卧螺机主机启动运行,变频器G1的Y1端变为低电平,使继电器K1吸合控制主机运行指示灯H2亮,主机运行到24Hz(0～24Hz可调)时,变频器G1的Y2端变为低电平,使继电器K2吸合,控制变频器G2启动,即卧螺机副机启动运行,变频器G2的Y1端变为低电平,使继电器K3吸合,控制副机运行指示灯H3亮。需要停止电机时,按S4,K6失电释放接点,则主、副电机逐个减速停止,运行指示灯灭。控制系统设置了电流过载保护,过载故障发生时,变频器G2的Y2变为低电平,使继电器K4吸合,发出声光报警,若故障持续时间超过1min,时间继电器K5的闭合触点断开,使K6失电释放其接点,则离心机自动关机。按消音按钮S5,声警消除。若变频器发生故障,也会使K6失电,使离心机自动关机。

2 控制电路的改进

在离心机控制电路中增加了三通调节阀和电磁阀的控制电路,具体控制电路如图2所示。控制原理:当离心机的副机运行并达到设定频率后,手动按S冲按钮(只有三通调节阀在旁通位置时此操作才有效),控制电磁阀打开,用热氨水进行冲洗离心机内部,并将热氨水排到机械化澄清槽,冲洗15min后,按‘S停’关闭电磁阀,然后手动操作‘S进’按钮(只有三通调节阀在旁通位置,且副机运行时此操作才有效),使三通调节阀转动到进料位置,物料经过离心机脱渣、脱水送往焦油加工工序进行加工。当电流过载或其它原因使主、副变频器任意一台停运时,K1或K3会控制三通调节阀转动到旁通位置,使物料通过旁通管路送往焦油加工工序,有其他紧急或生产需求时,可对‘S旁’进行手动操作。K9、K10继电器由三通调节阀自带的到位断开开关进行控制。

G1、G2变频器Q1、S1、S2断路器U1开关电源S3-S5按钮K1-K4中间继电器K6、K7中间断电器K5、K8时间断电器1min,5s H1-H4指示灯H5蜂鸣器M3风扇V1-V4二极管X1接线端子S11机械过载端子Q2交流接触器

3 控制电路改进后的效果

经过一段时间的使用,控制效果不错,没有出现离心机停机或故障影响焦油加工生产的情况,达到了控制电路改进的预期目的。主离心机修复后,恢复三通阀和电磁阀的接线即可实现主离心机的原有控制。待再次维修主离心机时,只要把三通调节阀和电磁阀的线按图接到相应的端子上即可实现备用离心机对三通阀自动切换的控制。

摘要：对KCWL系列离心机控制电路进行改进,增加了对三通调节阀的控制电路,实现了离心机正常停机或故障停机时控制三通调节阀自动切换到旁通管路的功能。

关键词：离心机,控制电路,三通调节阀,电磁阀,自动切换

参考文献

[1]吴予平,代建华,邢爱东,等.高速三相卧螺离心机系统的应用与改进[J].中国设备工程,2008,10:34-35

电路改进 篇2

各位领导、专家：你们好！

由于我司目前控制器的高低压保护电路是采用的22K、33K氧化膜电阻降压和限流，而根据实际售后反馈的数量来看，该两个电阻售后故障率极高（根据筛选发出06年1至8月份售后复核数据分析，该两个电阻累计数量达20单，故障数排列前3位，故障原因均为开路），06总部也纳入重点整改项目之一。该电阻在现电路具体中如下图：

建议采用电容降压的理论可行性分析：

而在我们重庆复核过程中，也常发现该两个电阻 R5 和R6 的阻值开路状况，经分析，这两个电阻在电路中承受的功率为220V×0.005A=1.1W，而实际电阻的标称值为2W，从理论上说该电阻在原电路工作中是没有问题的。但是，实际上因为厂家在制造上的原因不可能100%不出现质量问题而导致电阻功率的实际值有所偏差；另外，电阻是一个功耗原件，发热是不可避免的；同时用户的使用环境也不可估计；因此，根据理论分析，原电路中的两个电阻限流完全可以采用无功耗原件电容来代替，在改进电路图中引入了一个电容（如下图），采用电容降压式供电方式，因为在本电路中电容的容抗相当的大，所以我们分析电路的时候可以把它看作是一个恒流源，电容C的电流取值可以根据公式来计算，而负载的两端的电压由负载的电阻大小而决定的，负载电阻大，负载的两端的电压就高，反之亦然，而本电路的负载电压值就是光耦发光管的正向压降，反向压降由于D4导通，只有0.7V的反向压降，完全不会因为电压的问题而导致光耦损坏，故可靠性也是非常高。如下改进后的电路：

（注：该改进后电路中的电容C取值初步为0.1uf/630v）改进后的电路实际试验情况分析：

改进的电路至目前模拟试验已运行近200小时，试验情况很好，试验过程未出现任何异常问题；另外测得电路中的相关电参数也是完全符合要求，可靠性非常高。

现将该方案推荐给总相关领导、专家评审，请总部领导、专家给予指导。谢谢！

电子科技质控部

电路改进 篇3

Abstract： Digital circuit is an important professional basic course in electrical engineering， in which the key point is to cultivate students' practical ability and problem-solving ability. The introduction of Multisim simulation in the experimental teaching content and the using of e-learning class throughout the experimental teaching process make the combination of theory and practice， enhance students' self-learning and innovation ability； improve teaching efficiency and teaching effectiveness.

关键词： Multisim；极域电子教室；数字电路实验教学

Keywords： Multisim； E-learning class； Digital circuit experiment teaching

中图分类号： G642.1 文献标志码：B

数字电路是高等院校电气、电子信息类和部分非电子类专业本科生在电子技术方面入门的必修基础课程，该课程既有抽象的理论分析又有较具体的实践应用。因此，生动形象的课堂教学和全面的实验体系对教学效果和知识的应用能力有着非常重要的作用[1-2]。所以在实验内容中引入Multisim软件仿真，学生通过运行仿真软件觀察电路的功能和特性，加深对电路的理解，更容易掌握所学的内容，从而提高学习兴趣。同时实验室组建了极域电子教室系统，教师通过灵活应用 “远程命令”、“屏幕广播”、“文件分发”、“考试”等功能，使知识讲解更直观生动，使教学效果能及时反馈、及时评价，真正实现了教师为引导、学生为主体的教学思想，优化了教学效果，提高了教学质量。

一、 Multisim仿真使数字电路知识形象化

（一） Multisim软件简介

Multisim是一个用于电路设计和仿真的EDA工具软件，其功能强大，具有形象生动的仿真效果，是电子类专业课程教学的首选软件。Multisim10界面友好，操作方便，而且为数字电路仿真提供了丰富的元器件模型，如时钟信号、各类门电路、各种集成组合逻辑门、时序逻辑门等；同时提供了种类齐全的虚拟仪器，如字符发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪等。利用Multisim进行电路仿真实验，把理论知识和实验结果加以对照、分析，可以提高课堂教学效果[2]。

（二）Multisim软件仿真的应用

以“编码器和译码器”实验为例，使学生掌握74LS148和74LS138集成电路的应用。在此之前，学生对数字电路的认识只是抽象的理论知识，难于理解器件的逻辑功能，较难掌握器件的外部特性，尤其是涉及到如何应用器件，如何利用所学器件设计实用电路时显得不知所措。因此，教师首先利用Multisim软件来仿真图1所示的编码器和译码器的联合工作电路，将数字电路的基本知识和工作过程直观的展示给学生。

74LS138是低电平输出有效的“3线8线译码器”，只有当3个使能输入端 且 时译码器才能正常工作，即将输入端C、B、A（C为高位）接收到的二进制码译成对应的十进制数i且以低电平的形式送给输出端Yi，其它输出端都为高电平。74LS148是低电平有效的“8线3线优先编码器”，当使能输入端 =0时，编码器处于工作状态，即只要有一个输入 为0， 就输出对应的二进制码的反码。

电路采用三个不同频率的方波信号源为74LS138提供连续的二进制输入，通过软件自带的虚拟示波器可以观察C、B、A的 值；译码器的输出送给74LS148作为输入，同时用小灯显示结果；编码器的输出经过反向器连接数码管显示。两个芯片的使能输入端G1和 由单刀双掷开关接5V电源（VCC）或地（GND）来控制其值为1或0，从而决定集成电路是否工作。仿真运行时，开关J1打向VCC（高电平1），开关J2打向GND（低电平0），两个集成电路正常工作，即小灯随着C、B、A值的变化从右向左依次灭，使得数码管依次显示7～0。开关J1打向GND（低电平0），则74LS138芯片不工作，小灯全亮，导致数码管一直显示“7”。开关J1、J2都打向VCC（高电平1），74LS148芯片不工作，即使小灯循环改变，数码管的显示保持不变。

通过该实例的运行，使学生直观的理解了数字电路的高、低电平等基本概念及与实物的对应关系，编码和译码电路的工作原理及具体集成电路的应用，为接下来在实验箱上进行实物连接做好了充分准备。而且把Multisim软件的作用和使用方法介绍给学生，使学生摆脱实验地点和实验时间的限制，可以随时验证学到的理论知识，还可以尝试通过仿真软件对电路进行局部改进或设计简单电路，提高创新能力。

二、极域电子教室优化数字电路实验教学过程

（一）极域电子教室简介

极域电子教室是多媒体教学网络平台，利用它可以在网络电脑教室中实现屏幕广播、远程控制、文件分发、考试等功能，打破了传统教学方式的限制，既实现了传统教学中教室和学生，学生和学生之间的交流，又符合多媒体教学效率高、互动性好的特点，是教学方法和教学手段重大的技术突破[4-5]。

极域电子教室由教师机、学生机和路由器組成。随着国家对教育信息化的倡导，本校的电工电子实验室配置了电脑、交换机等信息化设备，而且网络通畅。在此基础上，只需在电脑上安装适当的软件即可完成极域电子教室的组建。

（二）极域电子教室在数字电路实验教学中的应用

1.实验准备

教师机上的简单操作便可完成实验前的准备，而不必操作每台电脑，节省人力物力提高效率。

开启学生机：登录教师机，然后依次点击“远程命令”—“远程开机”来启动所有学生机。

运行学生机上的Multisim软件：1）编写远程命令：鼠标单击“远程命令”—“远程命令”—“新建”，在“名称”栏中填写“Multisim”，在“文件夹路径（F）”栏中填写Multisim软件在学生机中的安装位置，然后单击“保存”。只需执行一次。2）启动软件：每当需要时，单击“远程命令”—“启动远程应用程序”—“Multisim”便可启动所有学生机上的Multisim软件。

分发课件：教师可以将用到的课件或设计好的Multisim仿真电路传给每台学生机，以供学生参考。鼠标单击“文件分发”，在弹出的“文件分发”界面中，通过“目录”和“名称”栏选择目标文件，然后点击“目录”栏下的“添加 ”图标。选中出现的文件名称，然后单击“发送 ”按钮，学生便可以在“电脑桌面”上看到该文件。

2.实验过程

屏幕广播：在讲解理论课件和图1的Multisim仿真电路的设计和运行过程时，教师单击“屏幕广播”，将教师机的屏幕共享给学生，这样每个学生在实验台前就能清楚直观的看到教师的讲解、具体操作步骤和电路运行结果。在此基础上，再对应数字电路实验箱的实物，便于学生掌握实际集成电路的工作原理和使用方法。

待讲解结束，需要学生自己完成实验时，教师结束“屏幕广播”，学生可以边参考之前收到的理论课件边做实验，有利于知识的消化和应用。

3.实验考核

考试：实验前教师需先单击“试卷编辑”安排待考查的内容和正确答案；然后在预留好的考核时间内，单击“随堂小考”将考卷下发给学生。学生需在规定时间内完成试卷并提交，系统自动显示分数。

三、结论

实践证明，在数字电路实验中增加Multisim软件仿真，促进了学生更好的消化和应用数字电路知识，提高了实验效率，激发了学生的学习积极性。利用极域电子教室辅助整个实验教学过程，弥补了传统实验方式的不足，使教学更生动形象，降低教师的劳动强度，具有一定的推广价值。

参考文献：

[1]李娜.虚拟仿真技术在数字电路课程改革实践中的应用研究.现代教育技术，2010，20（7）：147-150.

[2] Multisim10仿真软件在数字电路教学中的应用_郭映

[1]郑兆兆，高静，李建霞. 将Multisim引入数字电路实验教学探讨 [J]. 教学研究，2014，37（2）：88-92.

[4]袁再龙，姜明涛. 极域电子教室在计算机广播教学中的应用. 应用研发，2014，11期：206-208.

[5]林国强. 高校实验室必备软件极域电子教室的应用研究. 软件透视，2015，05期：47.

作者简介：

内燃叉车预热指示电路的改进 篇4

1. 原电路缺陷

内燃叉车自动预热延迟型控制电路原理如图1所示,其主要由蓄电池、启动开关、预热定时器、预热继电器、预热指示灯以及发动机上的预热塞等组成。

当启动开关打到ON挡位时,预热定时器得电工作,其6号端脚输出接地的低电平信号,预热指示灯点亮。预热指示灯点亮的同时,预热继电器的线圈通电,预热继电器的常开触点吸合,电流从蓄电池正极经预热继电器触点流至发动机上的预热塞,发动机预热工作开始。当预热时间达到设定的延迟时间后,预热定时器停止工作,即预热定时器的6号端脚切断对地的低电平信号,预热继电器触点断开,发动机预热自动停止,同时预热指示灯熄灭。

上述控制电路通过预热指示灯的点亮和熄灭,来判断发动机预热状态。但仔细分析此电路会发现如下问题:预热继电器的好坏或者说预热塞是否正常通电工作,预热指示灯并不能准确判别与显示。当由于预热继电器触点损坏或粘连,造成发动机不预热或长时间预热时,预热指示灯仍会在定时器的控制下正常点亮或熄灭。

2. 改进方案

上述问题容易造成操作人员的误判,从而影响整车的可靠性和安全性,为此决定对原自动预热控制系统电路进行改进。具体方法如下:将预热指示灯的一端连接到预热继电器触点的下端,并将其另一端接搭铁或者连接到蓄电池负极,如图2所示。

改进后电路的指示灯能够反应预热电路真实工作状态。当启动开关打到ON挡位时,定时器如改进前正常工作,预热继电器吸合后常开触点闭合,电流从蓄电池经预热继电器触点分别到达发动机预热塞和预热指示灯,最后经搭铁电路回到蓄电池负极。预热塞通电工作的同时,指示灯通电点亮。如果预热继电器的触点粘连或者损坏,指示灯则会即时点亮和熄灭。

电路改进 篇5

针对SS7C型机车门联锁电路电空阀惯性匝间短路、LCU装置D板烧损的故障,分析故障根源,并提出了改进措施,使问题得到了解决.

作 者：邓勇 DENG Yong  作者单位：重庆机务段,重庆,400052 刊 名：电力机车与城轨车辆 英文刊名：ELECTRIC LOCOMOTIVES & MASS TRANSIT VEHICLES 年，卷(期)： 33(1) 分类号：U269.6 关键词：SS7C型机车   门联锁电路   改进方案  

关于智能电源屏电路的改进 篇6

关键词：智能电源屏,存在缺陷,修改电路,确保安全

1概述

2006年黎湛线自闭开通时, 区间2000A设备使用了北京鼎汉技术有限公司生产的智能电源屏, 型号为PZG D-8/380智能电源屏。在几年的运用中, 智能电源屏的输出电源KZ24/KF24经常性瞬间断电, 造成区间轨道电路经常性闪红轨情况, 直接影响运输效率与安全。据统计, 黎湛线共有15个车站使用了PZG D-8/380智能电源屏, 每年发生此类故障均超过20件之多, 为了解决该问题, 确保运输效率与安全, 我们深入现场进行了研究、试验并制定整改方案, 避免类似故障的再次发生。

2现场调研

2.1调阅相关故障信息

针对黎湛线区间智能电源屏电源瞬间断电造成的故障, 我们深入沿线各站对智能电源屏的监测机进行了大量的调阅分析工作, 其中发现以下几种不正常现象:

(1) 外电网波动现象异常:在某一路电源工作时其电压波动在上下限部位波动, 造成智能电源屏进行外电源却换且未转换到位时, 前工作电压有恢复正常, 电源屏却换电路又反过来却换回来原来的工作电源, 造成外电源进行了两次转换, 两次转换时间总和大于电源屏正常的转换时间, 引起智能电源屏输出电源瞬间断电。

(2) 经调阅发现:时常有外电网一路正常转换二路时仍有瞬间区间轨道电路闪红问题, 进一步调阅发现在外电网一路转换二路时区间KZ24、KF24电源有瞬间断电现象, 分析电路发现区间KZ24、KF24电源在外电网一路转完二路后, 起模块输入端仍要进行一次转换, 造成KZ24、KF24电源在经过转换两次后才能正常输出, 应该是两次的转换时间叠加后引起KZ24、KF24电源瞬间断电, 造成区间轨道电路闪红故障。

2.2现场观察

经现场观察发现智能电源屏外电网一二路电源转换时使用交流接触器进行互却时, 既有电路互锁同时也进行机械互锁, 这样在机械设备动作不灵活时会造成一二路电源转换时间延长, 影响电源屏的输出, 造成电源屏输出电源的瞬间断电现象, 致使区间轨道电路闪红及区间信号机瞬间灭灯故障。

2.3电路分析

到现场后, 针对智能电源屏输出电源瞬间掉电现象在电路上进行分析查找, 从中发现该智能电路上存在以下几种缺陷:

(1) 智能电源屏输出电源KZ24、KF24电源在外电网进行一二路电源转换时其输出电源要经过两层的转换才能达到条件, 这样就会造成转换时间过长, 影响电源的输出, 致使该电源有时会瞬间断电现场。

(2) 外电网一二路电源的连接方式为H型连接, 根据铁道部相关规定信号设备电源屏必须采用Y型连接的规定, 该智能电源屏的外电网一二路电源连接方式不符合规定, 在电源转换过程中若输出有一路电源瞬间断电就会造成另一路电源所承受的负载过大, 造成输出电源过低无法带动负载正常工作, 影响信号设备的正常使用。

(3) 经同厂家分析, 该智能电源屏输出电源KZ24/KF24的2475模块内部通信有堵塞问题, 若外电网两路瞬间断电或两路电路转换时, 2475模块通信出现堵塞而启动自保模式, 中断电源KZ24/KF24的输出;若外电网电源再次对2475模块进行冲击时模块又释放自保模式, 2475模块实现继续输出供电, 从而造成智能电源屏输出电源KZ24/KF24经常性瞬间断电, 造成区间轨道电路瞬间闪红光带故障。

3原因分析

为了彻底解决PZG D-8/380智能电源屏输出电源KZ24/KF24经常性瞬间断电问题, 经过我们在现场的大量调查研究, 综合各方面情况进行分析, 通过分析其原因有以下几种情况:

3.1一二路电源机械锁闭问题

两路外电网电源输入到智能电源屏时, 两路电源切换用的交流接触继电器的互锁方式为机械互锁和电路互锁两种;在外电网电源进行两路电源切换时, 由于机械互锁的切换极易造成机械卡阻, 这样两路电源的切换时间就会超过电源屏两路电源却换的规定时间0.15秒, 这样就会瞬间直接切断了两路外电网电源引起智能电源屏输出电源KZ24/KF24经常性瞬间断电, 造成区间轨道电路经常性闪红光带故障。所以说两路交流接触器的机械互锁方式也是造成智能电源屏输出电源瞬间断电的原因之一。

3.2电源模块通信堵塞问题

智能电源屏输出电源KZ24/KF24的2475模块通信有堵塞问题, 若外电网两路瞬间断电或两路电路转换时, 2475模块通信出现堵塞而启动自保模式, 中断电源KZ24/KF24的输出;若外电网电源再次对2475模块进行冲击时模块又释放自保模式, 2475模块实现继续输出供电, 从而造成智能电源屏输出电源KZ24/KF24经常性瞬间断电, 造成区间轨道电路瞬间闪红光带故障。所以说电源KZ24/KF24的2475模块存在通信堵塞问题也是造成智能电源屏输出电源瞬间断电的原因之一。

3.3一二级电源却换连接问题

根据铁路相关文件规定, 所有电源屏输入两路电源的切换系统必须采用星型系统连接, 而PZG D-8/380智能电源屏外电网输入的切换方式为H型系统连接。交流输入切换单元采用H型切换系统, 即外部输入为两路, 经过切换系统, 内部也用两路分别给模块供电 (现益湛线采用Y型切换系统, 即外部输入两路, 经过切换系统后内部只有一路供电) 。对H型系统, 若系统内部其中一路断电, 则一半模块停电, 对于大负载的信号设备而言就会造成各种电源电压的下降, 甚至带不起负载而造成信号设备无法正常运转。所以说电源屏输入两路电源的切换系统采用H型系统连接也是造成智能电源屏输出电源瞬间断电的原因之一。

3.4双级却换问题

经现场核实PZG D-8/380智能电源屏在外电网电源进行转换时, 输出电源KZ24/KF24必须经过两级的却换才能保证正常输出, 这样时有两级转换时间过长造成电源KZ24/KF24瞬间断电现象, 引起区间轨道电路闪红故障。

3.5外电网波动问题

经现场调阅监测数据及请求电力部门进行模拟试验, 可以肯定在外电网电源电压波动在上下限数值时, 智能电源屏时有进行一二路电源转换且转换不彻底 (不到位) 时会有回转现象, 这样就会造成电源屏输出电源瞬间断电现象, 可以说明外电网电源波动也是造成智能电源屏输出电源瞬间断电的原因之一。

4初定对策及现场试验

通过以上现场调研及原因分析, 结合厂家及电务段现状, 初步制定以下措施并在现场进行试验:

4.1初步对策

根据现场调研情况对智能电源屏输出电源瞬间断电原因进行分析, 得出由于以上几种原因造成的电源断电故障, 结合各种原因及现场实际需要, 初步制定以下措施进行试验:

(1) 对智能电源屏外电网电源一二路电源转换使用的交流接触器的机械互锁方式拆除, 只保留电路互锁方式, 这样可以避免因机械互锁造成的机械卡阻引起的电源断电问题。

(2) 由厂家对2475模块存在的通信堵塞问题进行技术攻关, 修改2475模块内部电路, 消除2475模块的通信堵塞问题。

(3) 由厂家根据铁道部标准Y型电路进行修改H型的电源切换电路, 确保一二路电源的却换顺畅。

(4) 根据各站配置2475模块数量的实际情况, 对部分车站的2475模块二级切换电路进行修改, 确保在外电网电源进行一二路转换时其所带负载满足要求, 杜绝因需要二级却换而造成的负载加大引起电源电压下降。

(5) 在2475模块二级却换输入后部增加U PS电源电路, 确保在外电网电源进行一二路却换时电源KZ24/KF24有电输出, 渡过因两级却换造成的瞬间断电问题。

4.2现场试验

根据以上调研、原因分析及初步对策, 在黎湛线的其中两个站进行了一年的试验, 通过试验取得了良好效果, 具体试验情况如下:

(1) 对飞凤坡站的智能电源屏进行了两路外电网连接方式由H型改为Y型, 同时把有通信堵塞问题的2475模块进行更换成改进后且不存在通信堵塞问题的2475模块, 再次对2475模块二级切换电路进行修改, 确保在外电网电源进行一二路转换时其所带负载满足要求, 杜绝因需要二级却换而造成的负载加大引起电源电压下降。

(2) 对吹塘站的智能电源屏外电网电源一二路电源转换使用的交流接触器的机械互锁方式拆除, 只保留电路互锁方式;同时在2475模块二级却换输入后部增加U PS电源电路。

通过以上试验, 得出以下结果:一是飞凤坡站原来每年均要发生2~3次的瞬间断电故障, 经过改变外电网的连接方式、更换2475模块及修改2475模块二级切换电路后, 全年均没有发生类似电源瞬间断电故障, 试验结果是有效的;二是吹塘站原来每年均有约3次的瞬间断电故障, 经过拆除交流接触器的机械互锁和在2475模块二级却换输入后部增加U PS电源电路后, 一年来均没有发生类似电源瞬间断电故障的发生, 试验结果也是有效的。

5最终措施及效果

经过现场的调研查找及原因分析, 得出发生智能电源屏瞬间断电的真实原因, 并采取初步方案在现场进行了长达一年的试验工作, 最终确定整改措施并决定在全线展开整治:

(1) 对全线15个站采取鼎汉智能电源屏的交流接触器的机械互锁进行拆除, 只保留电路互锁方式。

(2) 由厂家对全线15个站的2475模块进行更换, 采取经改进型的2475模块代替旧型的2475模块, 以解决2475模块的通信堵塞问题。

(3) 把全线15个站的外电网连接方式由H型修改为Y型电路, 确保一二路外电源却换的顺畅。

(4) 对其中10个站存在2475模块配置问题的二级切换电路进行修改, 确保在外电网电源进行一二路转换时其所带负载满足要求, 杜绝因需要二级却换而造成的负载加大引起电源电压下降。

(5) 对全线15个站的智能电源屏在2475模块二级却换输入后部增加U PS电源电路, 确保在外电网电源进行一二路却换时电源KZ24/KF24有电输出, 渡过因两级却换造成的瞬间断电问题。

以往每年黎湛线均要发生约20件的瞬间断电故障, 在经过以上整改措施后, 全线智能电源屏设备在历经半年的运行中没有再发生类似瞬间断电故障的发生, 整治效果是有效、良好的。

参考文献

[1]冯金洲, 沈培生.智能电源屏可靠性初探[J].铁道通信信号, 2005 (12) .

[2]沈斌.浅谈信号智能化电源屏的日常维护[J].上海铁道科技, 2008 (01) .

内燃机车控制器电路改进 篇7

内燃机车控制器 (DLC) 是电传内燃机车电气控制系统核心部分, 易损坏且其电路集成复杂, 检修困难, 价格昂贵, 检修成本高 (每年莱钢运输部电传机车仅DLC一项费用约需30万元) 。DLC易损坏问题始终是企业检修难点, 某钢厂机车运行过程中烧损300余块DLC, 费用达300余万元, 最后只好DLC控制系统淘汰换型。目前DLC有E1和M2两种型号, E1型DLC为DF10D机车用, 电路板为正反2层板, 属普通类型板, 相对容易维修;M2型DLC为DF4D和GKD1A机车用, 电路板为4层板 (板内部有电路) , 若损坏无法维修, 一般只能报废。技术人员通过分析DLC板结构、外观及有关说明资料、DLC损坏状态等方面, 发现虽然E1型DLC板自身不存在设计缺陷, M2型DLC板存在设计缺陷 (加重其烧损程度和频率) , 但均不是DLC板频繁损坏的主要原因, 而是外围配套保护电路存在设计缺陷, 具体原因如下。

(1) 启机过程中, 启动发电机电枢和励磁互相激励, 造成发电机励磁绕组被感应出很高的感应电动势, 该电动势易击穿DLC, 致其损坏。

(2) 启动发电机在发电过程中, 辅助发电励磁控制接触器FLC主触头在闭合状态。当发电停止时, FLC主触头断开, 此时发电机励磁绕组存储很大电能无法释放, 易产生强反电势击穿DLC, 致其损坏。

(3) 在机车辅助发电过程中, FLC接触器主触头吸合不到位或因机械等原因出现抖动, 导致发电不稳, 此时励磁绕组电磁能量无法正常释放, 也会产生强反电势击穿DLC, 致其损坏。

(4) 励磁机励磁回路中, 释放励磁机励磁能量的续流二极管副端接线位置设计不当, 造成励磁机励磁能量无法正常释放, 频繁强电势不断冲击DLC, 致其损坏, 还会导致窜车现象, 后果严重。

综上, 由于电路设计问题, 机车电感性负载 (电机类) 在运行过程中产生的感应电势能无法正常释放, 产生的强电势不断冲击DLC板, 导致DLC板频繁损坏。

二、改进措施

1. 外围保护电路改进 (E1、M2型DLC板)

通过上述分析, 解决问题的关键是有效释放感性负载产生的感应电势能。以启动发电机为例进行改进, 励磁机及其他电机改进原理类似。在发电机励磁绕组两端并联20A大功率续流二极管和20Ω、200W管型限流电阻 (图1虚线框) , 在启机过程中, 可有效吸收发电机励磁绕组因感应产生的磁能, 有效钳位反电势电压, 避免击穿DLC。同时, 在发电机发电过程中, 可以避免因FLC触头闭合不良、抖动和断开引发的发电机励磁绕组磁能向高感应电势转换造成的DLC损坏。

2. M2型DLC板电路改进

M2型DLC板的CMOS管在励磁回路中起开关作用, 动作频繁且最容易受到外部电压冲击而烧损 (检测烧损M2板, 确认多为过电压造成) , 在整个励磁回路中相对薄弱。由于设计缺陷, M2板CMOS管无过压保护设计, 为此在CMOS管漏极和源极之间加装1个14D201K型压敏电阻 (图2) , 使其在电路承受过压时进行电压嵌位, 防止过压烧损。

三、改进效果

DLC电路改进后, E1型和M2型DLC板故障率分别下降70%和40%以上, 每年节约维修费用超过10万元。由于M2型DLC板结构设计复杂, 要使其故障率下降70%以上, 还需深入研究其保护电路原理, 不断进行理论研究和实践检验。

参考文献

开关电源电路分析与技术改进 篇8

UC3842的典型应用电路,该电路主要由桥式整流电路,高频变压器,MOS功率管以及电流型脉宽调制芯片UC3842构成。其工作原理为:220V的交流电经过桥式整流滤波电路后,得到大约+300V的直流高压,这一直流电压被MOS功率管斩波并通过高频变压器降压,变成频率为几十k Hz的矩形波电压,再经过输出整流滤波,就得到了稳定的直流输出电压。其中高频变压器的自馈线圈N2中感应的电压,经D2整流后所得到的直流电压被反馈到UC3842内部的误差放大器并和基准电压比较得到误差电压Vr,同时在取样电阻R11上建立的直流电压也被反馈到UC3842电流测定比较器的同柑输入端,这个检测电压和误差电压Vt相比较,产生脉冲宽度可调的驱动信号,用来控制开关功率管的导通和关断时间,以决定高频变压器的通断状态,从而达到输出稳压的目的。R5用来限制C8产生的充电峰值电流。考虑到Vi及Vref上的噪声电压也会影响输出的脉冲宽度,因此,在UC3842的脚7和脚8上分别接有消噪电容C4和C2。R7是MOS功率管的栅极限流电阻。另外,在UC3842的输入端与地之间,还有34V的稳压管,一旦输入端出现高压,该稳压管就被反向击穿,将Vi钳位于34V,保护芯片不致损坏。

2 UC3842保护电路的缺陷

2.1 过载保护的缺陷

当电源过载或输出短路时,UC3842的保护电路动作,使输出脉冲的占空比减小,输出电压降低,UC3842的供电电压也跟着降低,当低到UC3842不能工作时,整个电路关闭,然后通过R6扦始下一次启动过程。这种保护被称为“打嗝”式(hiccup)保护。在这种保护状态下,电源只工作几个开关周期,然后进入很长时间(几百ms到几s)的启动过程,因此,它的平均功率很低。但是,由于变压器存在漏感等原因,有的开关电源在每个开关周期都有很高的开关尖峰电压,即使在占空比很小的情况下,辅助供电电压也不能降到足够低,所以不能实现理想的保护功能。

2.2 过流保护的缺陷

UC3842的过流保护功能是通过脚3实现的。当脚3上检测的电压高于l V时,就会使UC3842内部的比较器翻转,将PWM锁存器置零,使脉冲调制器处于关闭状态,从而实现了电路的过流保护。由于检测电阻能感应出峰值电感电流,所以自然形成逐个脉冲限流电路,只要检测电阻上的电平达到l V,脉宽调制器立即关闭,因此这种峰值电感电流检测技术可以精确限制输出的最大电流,使得开关电源中的磁性元件和功率器件不必设计较大的余量,就能保证稳压电源的工作可靠。但是,通常我们采用的采样电阻都是金属膜或氧化膜电阻,这种电阻是有感的,当电流流过取样电阻时,就会感生一定的感性电压。这个电感分量在高频时呈现的阻抗会很大,因此它将消耗很大的功率。随着频率的增加,流过取样电阻的电流有可能在下一个振荡周期到来之前还没放完,取样电阻承受的电流将越来越大,这样将会引起UC3842的误操作,甚至会引起炸机。因此,UC3842的这种过流保护功能有时难以起到很好的保护作用,存在着一定的缺陷。

2.3 电路稳定性的缺陷

电路中,当电源的占空比大于50%,或变压器工作在连续电流条件下时,整个电路就会产生分谐波振荡,引起电源输出的不稳定。变压器中电感电流的变化过程:没在t0时刻,开关开始导通,使电感电流以斜率m1上升,该斜率是输入电压除以电感的函数。t1时刻,电流取样输入达到由控制电压建立的门限,这导致开关断开,电流以斜率m2衰减,直至下一个振荡周期。如果此时有一个扰动加到控制电压上,那么它将产生一个△I,这样我们就会发现电路存在着不稳定的情况,即在一个固定的振荡器周期内,电流衰减时闸减少,最小电流开关接通时刻t2上升了△I+△Im2/m1,最小电流在下一个周期t3减小到(△I+△Im2/m4)(m2/m1),在每一个后续周期,该扰动m2/m1被相乘,在开关接通时交替增加和减小电感电流,也许需要几个振荡器周期才能使电感电流为零,使过程重新开始,如果m2/m1大于1,变换器将会不稳定。

3 保护电路的改进

针对上述分析,改进电路该电路具有:(1)通过在UC3842的采样电压处接入一个射极跟随器,从而在控制电压上增加了一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡,它可以在后续的周期内将△I扰动减小到零。因此,即使系统工作在占空比大于50%或连续的电感电流条件下,系统也不会出现不稳定的情况。不过该补偿斜坡的斜率必须等于或略大于m2/2,系统才能具有真正的稳定性。(2)取样电阻改用无感电阻。无感电阻是一种双线并绕的绕线电阻,其精度高且容易做到大功率。采用无感电阻后,其阻抗不会随着频率的增加而增加。这样,即使在高频情况下取样电阻所消耗的功率也不会超过它的标称功率,因此也就不会出现炸机现象。(3)反馈电路改用TL43l加光耦来控制。我们都知道放大器用作信号传输时都需要传输时间,并不是输出与输入同时建立。如果把反馈信号接到UC3842的电压反馈端,则反馈信号需连续通过两个高增益误差放大器,传输时间增长。由于TL431本身就是一个高增益的误差放大器,因此,直接采用脚1做反馈,从UC3842的脚8(基准电压脚)拉了一个电阻到脚l,脚2通过R18接地。这样做的好处是,跳过了UC3842的内部放大器,从而把反馈信号的传输时间缩短了一半,使电源的动态响应变快。另外,直接控制UC3842的脚l还可简化系统的频率补偿以及输出功率小等问题。

4 实验结果

UC3842检测电阻的电压波形和采样信号波形:经过改进后的电路,其采样信号的波形紧紧跟随检测电阻的电压波形,没有出现非常大的尖峰电压。因此,该电路能有效避免因变压器漏感等异常干扰引起的电源误操作的问题,也能有效避免因电源占空比过大而引起的系统不稳定的问题。

5 结语

一种动态电路的解析与改进设计 篇9

介绍中国空气动力研究与发展中心的一个具体应用例证的电路分析、改进设计以及改进设计后应用效果, 说明电路设计不仅要遵循电气原则, 而且要注重工程实际, 方可设计出适合工程实际的应用系统。

1 系统的初始设计

中国空气动力研究与发展中心有一电阻性负载需要通过电加热形式, 实现系统自动控温, 图1为其供电主回路原理图, 采用对称三相三线制, 为对称三相电源, GK为三极刀闸开关, ZC为三极接触器, VAB、VBC、VCA为电压仪表, R为三相对称负载。

其中, R=1.076Ω, 电源采用线电压380V的工频交流电源, 即:

由于系统是对称的Y-Y三相电路, 故可采用一相电路法计算各相电流, 当不计线路的阻值时, 有:

由此可见, 电路中每相 (线) 电流的最大值为354.2A。

据此, 按电气设备及电气系统一般设计与选型原则, 图1电路中的电压仪表选用量程500V (内阻RV=5kΩ) , GK选用HD18-1000A/800V电动刀闸, ZC选用CJ24Y-630A, 理论上能够满足系统使用要求。

2 初始系统运行状态

系统按图1设计完后, 进行运行试验, 但结果发现, 电压表与ZC有损坏的现象, 有被电弧烧毁的现象。

3 初始系统动态过程分析

为此, 对系统进行分析, 并利用检测手段, 发现回路中存在电感L, 动态元件电感L的存在, 造成了上述现象。

由于需要, 系统中负载R每相是由6根长12m、截面25mm2的电阻性负载组成, 如图2所示。在施工安装过程中, 为了连接与布线方便, 在每相负载尾部使用了软连结, 三相通过软连结分别接于公共端N′, 由于软连结的使用, 系统变成了感性负载。通过检测与计算, 得知电感L=0.63m H, 即系统的负载变为Z= (1.076+j0.198) Ω。系统合闸稳定运行后, 感性负载的电流为:

在t时刻, 对系统进行分闸, 系统分闸后为初始状态为iA (0+) 、iB (0+) 、iC (0+) 的零输入工作状态 (动态过程) , 如图3所示。

根据叠加原理, 电路的零输入状态响应为初始电流iA (0+) 、iB (0+) 与iC (0+) 单独作用的叠加。iA (0+) 、iB (0+) 与iC (0+) 单独作用下系统响应的等效原理分别如图4、图5与图6所示。由于系统不会发生突变, 故iA (0+) =iA (0-) , iB (0+) =iB (0-) , iC (0+) =iC (0-) , 而iA (0-) 、iB (0-) 与iC (0-) 可以通过分闸前系统的状态求出。

根据图3, 有:

则系统的时间常数为:

将R=1.076Ω, L=0.63m H, RV=5kΩ代入式 (11) 求得τ, 从而可得系统分闸后电流iA为:

同理可得:

由图3、图4、图5及图6可得:

由式 (15) 、 (6) 、 (17) 可以看出, uAB、uBC与uCA特征一致, 可取uAB进行分析。由式 (7) 、 (8) 可得:

则:

当t满足100t-0.391=k+1/2 (k=0、1、2、3……) 时, iB (0-) -iA (0-) 绝对值将取得最大值: (iB (0-) -iA (0-) ) max=490A (k=0、2……) , (iB (0-) -iA (0-) ) max=-490A (k=1、3……) 。

电压表VAB两端的电压为:

系统刚分闸时, 电压表VAB两端的电压为:uAB (0+) =±1225k V (k取偶数时为正, 电压方向与图中参考方向一致;k取奇数时为负, 电压方向与图中参考方向相反) 。

由此可见, 在此时刻电压表VAB要承受很高的电压, 其绝对值远大于电压表与接触器ZC的额定值, 对VBC与VCA有同样的结果。

所以, 在系统快速分闸时, 完全可能出现很高的电压, 产生很强的电弧, 造成电压表与ZC被烧毁损坏。

4 系统改进

(1) 在每相电感元件并上电容, 使其基本达到并联谐振, 其电容值为1.6×104μF。

(2) ZC改用灭弧能力强、分断能力强的真空接触器, 如取EVS630型或CJK5-600型。

(3) 在系统中ZC的后面加上调压器。该装置设计有软起动与软停止功能, 并且软起动与软停止可以通过设置取得不同的参数。

5 应用效果

改进后的系统并联了电容, 避免了高压的产生, 同时采用了调压器, 使系统在送电及停电过程能够平滑地升降参数, 避免突变, 大大降低或避免了电路动态过程所产生的冲击响应, 另外, 使用了灭弧能力与分断能力强的真空接触器, 系统安全可靠性高, 未再出现烧毁损坏元件的现象。

6 结语

(1) 改进后的系统经过较长时间的运行, 未出现任何不良状况, 其应用效果优良。

(2) 对于含动态元件的电路, 必须考虑动态响应过程对系统的影响。

(3) 电路的设计不仅要遵循一般设计原则, 更要考虑工程实践应用, 具体问题具体分析。

摘要：通过实例, 介绍电路动态响应过程对电路设计的影响, 提出电路设计必须考虑动态过程以及改进设计的应用效果。

关键词：电容,电感,电路,动态

参考文献

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[3]何善庆.GIS中的快速暂态现象[J].高压电器, 1995, (2) :41-46

电路改进 篇10

广州市地下铁道总公司 (以下简称广州地铁) 一号线和二号线增购车的客室车门采用电控电动的外挂门, 其机械设计和电气控制基本与目前广州地铁二号线保持一致, 由上海Faiveley公司提供。自2006年投入一号线使用以来, 总体状态良好, 但是在检修过程中发现了以下两个典型的电气故障隐患:①车门EDCU (电子门控单元) 由于电路板内部烧损导致与其连接的零速信号线或开门指令线串电而造成多个车门故障;②切除故障车门后车门检测安全回路仍然断开导致列车启动联锁。为此对车门故障隐患进行了分析, 提出相应的改进措施。

2车门控制原理介绍

EDCU是车辆电源和车门机械操纵机构之间的接口, 由可编程序控制器PLC控制 (见图1) 。车门具有零速保护和安全连锁电路, 开、关门有报警装置。

2.1 车门的开/关

整个门系统的运动是由EDCU来控制的, 电机通过传动系统驱动丝杆/螺母机构, 丝杆上的螺母通过铰链与门页相连, 由此驱动门页开关。丝杆/螺母机构保证了门页的同步性。开门后, 关门行程开关DCS和锁门行程开关DLS的常开触头断开。

车门既可在ATO (列车自动运行) 模式下自动打开也可以由司机进行开关。考虑到安全的因数, 有两种不同的门控信号:门开使能和“开门”指令。在通常的操作中车门打开可以由ATP (列车自动保护) 来使能, 这些操作都是在开门过程中通过EDCU来进行控制的。只有当列车静止且处于站台上正确的位置时, ATP系统才给出使能信号。在URM (非限制) 模式下操作, 只能通过司机室的按钮来实现开门使能, 在这种情况下, 车门使能与牵引控制单元的零速信号互锁。当司机按下关门按钮后, 关门信号通过列车线向每个车门发出, 每个车门的EDCU收到关门信号后控制电机驱动丝杆, 从而使门页关闭并锁好。

2.2 零速度保护

车速为0时, EDCU得到“零速”信号后开门功能才起作用。当车速大于5 km/h时, 车门仍然开启时将启动自动关门。

2.3 车门安全回路

DLS检测到车门完全关闭后, 其常开触点闭合, 同一节车同侧所有车门的DLS常开触点串联, 形成关门安全连锁电路。列车的关门安全连锁电路形成环路, 所有车门关好后, 司机室内“门已锁闭”指示灯亮, 列车方可启动。而在运行过程中, 如果有乘客将紧急解锁手柄拉下, 车门安全回路断开列车将触发紧急制动并停车。

2.4 车门的切除

当单个车门故障时, 为了不影响列车的运行, 通过专用钥匙将该车门进行电隔离称为切除车门。切除车门后, 安全回路将通过LOS (锁闭开关) 组成安全回路。门切除后, 该门将不再受开关门指令控制, 可以通过专用钥匙将该车门复位。

3车门故障分析及解决措施

3.1 零速线或开门指令线串电分析

车门零速信号线直接与车门EDCU连接, 原设计未考虑到EDCU硬件电路板出现烧损, 可能出现EDCU 0V线断开的现象, 而车门的开门指令线、零速线共用于EDCU 的0V线, 这样将会出现电EDCU的110V供电经过EDCU内部的电路板, 使开门指令线和零速线存在一定的电压造成串电, 引起其他多个车门故障。做试验时, 单独断开EDCU的外接0V线, 其中开门指令线有80～100V的电压, 零速线有25～40V的电压;若烧损其他的一些部件, 电压将更接近110V, 这样同侧车门会出现红闪故障信息或有可能出现自动开门现象。出现上述现象将危及地铁车辆的正常运营, 而且出现多个车门故障或打开, 且此故障点隐蔽, 车辆检修人员较难判断。

解决措施:在车门EDCU零速信号线和开门指令线输入端的公共端子接线排上分别串一个二极管, 切断其反相电压。改造后电路如图2所示。在EDCU输入的零速线及开门指令线串入二极管后可以有效避免EDCU本身内部电路故障而造成单边其他车门故障或非预期打开车门隐患。

3.2 车门切除回路隐患分析

原单个车门安全电路如图3所示, 接线板的管脚7接收到上一个门安全电路的高电平信号, 经过DCS和DLS的常开触点, 再经过EED (紧急逃生装置) 的常闭触点, 到达接线板的管脚6, 由此接至下一个车门安全电路;在门切除的情况下, 单个车门安全电路的接法是:接线板的管脚7接收到上一个门安全电路的高电平信号, 经过LOS的常开触点, 再经过EED的常闭触点, 到达接线板的管脚6, 由此接至下一个车门安全电路。此接法的潜在故障隐患是:当单个车门EED故障, 如EED常闭触点电阻太大或开关卡滞动作不到位等情况出现时, 司机可以在显示屏上看到故障车门处于紧急解锁状态, 即使司机将故障车门切除, 此时LOS得电, 虽说将DCS和DLS旁路, 但是由于EED仍然断开, 导致安全监测回路是断开的, 造成列车启动联锁 (不能动车) 故障, 此时只能打车门旁路动车;如果只是常闭触点不能闭合, 显示屏上没有故障显示, 动车会有车门环路启动联锁, 故障车门这一边的关门灯不亮, 司机也只能打车门旁路动车。

解决方案:如图4所示, 在门处于切除状态时, 单个门安全电路跳过EED, 在接线板的管脚7接收到上一个门安全电路的高电平信号之后, 经过LOS的常开触点, 直接接到车门接线端子排的管脚6, 即在车门接线端子排上将原2脚移动到6脚。经过改造后, 目前LOS和EED在机械上已经实现联锁, 而更改之后的电路并不会影响原设计的安全等级, 并能有效避免切除门之后安全回路仍然断开的问题。

4结束语