某型消磁設(shè)備關(guān)于輸入缺相時(shí)無(wú)電流輸出改進(jìn)設(shè)計(jì)

徐 杰

某型消磁設(shè)備關(guān)于輸入缺相時(shí)無(wú)電流輸出改進(jìn)設(shè)計(jì)

徐 杰

(海軍駐桂林地區(qū)軍事代表室，廣西 桂林 541002)

針對(duì)某型艦消磁設(shè)備在三相輸入電源缺相時(shí)，消磁設(shè)備自動(dòng)保護(hù)，電源模塊停止輸出的問(wèn)題，指出了原設(shè)計(jì)電路上的不足，并加以改進(jìn)。改進(jìn)電路經(jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證后，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

消磁設(shè)備 缺相

0 引言

某新型消磁設(shè)備，屬新研制的最新一代智能型消磁設(shè)備，但在初次裝艦后的實(shí)船實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)三相輸入電源缺相時(shí)，消磁設(shè)備自動(dòng)保護(hù)，電源模塊停止輸出[1,2]。

1 原因分析

輸入缺相時(shí)電源模塊缺相保護(hù)電路和欠壓保護(hù)電路一起動(dòng)作。欠壓保護(hù)電路動(dòng)作后模塊停止輸出[3-7]。過(guò)、欠壓取樣電路和保護(hù)電路的原理圖如圖1和圖2所示：

圖1的工作原理：Vab、Vbc、Vca為三相電源的輸入，經(jīng)過(guò)三相半波整流后，電阻分壓到設(shè)定值，AC-SAMP取樣為平均值信號(hào)；

圖2的工作原理：當(dāng)AC-SAMP取樣信號(hào)比D4B的5腳的電壓低，D4B比較器7腳輸出高電平，欠壓保護(hù)電路動(dòng)作。當(dāng)AC-SAMP取樣信號(hào)比D4A的2腳的電壓高，D4A比較器1腳輸出高電平，過(guò)壓保護(hù)電路動(dòng)作。

當(dāng)輸入電源缺相時(shí)，欠壓保護(hù)電路動(dòng)作，故電源沒(méi)有輸出。

用示波器CH2 檢測(cè)交流輸入波形，CH1檢測(cè)D4的7腳欠壓告警信號(hào)。

圖3是輸入正常到缺相情況：輸入缺相后，延遲100ms產(chǎn)生告警信號(hào)，從正常低電平到告警高電平，故缺相后，欠壓保護(hù)電路也動(dòng)作了，所以電源模塊沒(méi)有輸出。圖4是輸入缺相到正常情況：輸入恢復(fù)正常后，延遲300 ms產(chǎn)生正常信號(hào)，從告警高電平恢復(fù)到正常低電平。

2 改進(jìn)方案

2.1硬件整改

原理說(shuō)明：如圖5在半波整流二極管負(fù)極對(duì)地增加一個(gè)電容C101（0.22 μF/1200 V），AC-SAMP由平均值取樣變?yōu)榉逯等覽8-10]，目的是在缺相時(shí)AC-SAMP取樣信號(hào)電壓變化很小，欠壓保護(hù)電路不動(dòng)作，保證缺相時(shí)，只有模塊的缺相電路動(dòng)作，模塊降額輸出。

用示波器CH2檢測(cè)交流輸入波形，CH1檢測(cè)D4的7腳欠壓告警信號(hào)。

圖6是輸入正常情況：輸入正常時(shí)，D4的7腳輸出低電平，模塊工作正常。

圖7是輸入缺相情況：輸入缺相時(shí)，D4的7腳還是輸出低電平，欠壓電路不再動(dòng)作，缺相電路動(dòng)作，模塊降額輸出。

采用峰值取樣后，電路過(guò)欠壓點(diǎn)變動(dòng)（正常欠壓點(diǎn)：320 V，過(guò)壓點(diǎn)：430 V），需重新調(diào)整過(guò)欠壓點(diǎn)，如圖2.5在R12兩端并一個(gè)200 k電阻，過(guò)欠壓點(diǎn)恢復(fù)正常。此更改不影響其它性能指標(biāo)。

缺相后消磁電源模塊能實(shí)現(xiàn)降額輸出，正常輸入時(shí)消磁電源模塊滿載輸出20 A，當(dāng)輸入缺相時(shí)電源模塊告警燈亮，單臺(tái)電源模塊自動(dòng)降額輸出14.5±1 A，295±5 V。電源模塊能實(shí)現(xiàn)缺相后有50%輸出的要求，硬件實(shí)現(xiàn)門(mén)限保護(hù)（需更改R71，并上36 k電阻）。

2.2軟件整改

當(dāng)電源系統(tǒng)缺相時(shí)，監(jiān)控模塊缺相檢測(cè)電路反饋缺相信號(hào)給單片機(jī)，軟件根據(jù)“缺相”有效信號(hào)調(diào)整電流給定K值為原正常狀態(tài)下的0.71倍，從而使各消磁模塊降低電流輸出，達(dá)到缺相時(shí)電源系統(tǒng)限制功率50%輸出。當(dāng)電源系統(tǒng)恢復(fù)正常供電時(shí)，電源系統(tǒng)電流輸出按原電流給定信號(hào)輸出電流，軟件不進(jìn)行電流給定K值調(diào)整。此項(xiàng)軟件修改，不影響原有的邏輯功能。

在電源模塊上實(shí)際整改效果如圖8、圖9所示，圖中框出部分為增加元器件。

圖8 整改實(shí)物圖

圖9 整改實(shí)物圖

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

驗(yàn)證方法及要求：電源模塊在5+0模式下，控制信號(hào)分別為1 V、4 V、8 V時(shí)，輸入電源由三相輸入變到缺相狀態(tài)時(shí)，輸出電流由正常輸出下降到原值的0.71倍。

驗(yàn)證結(jié)果如下：

另外我們還對(duì)欠壓保護(hù)進(jìn)行了驗(yàn)證。當(dāng)欠壓至318 V時(shí)缺相指示報(bào)警，欠壓至316 V時(shí)欠壓指示報(bào)警。

4 結(jié)論

針對(duì)某型艦消磁設(shè)備在三相輸入電源缺相時(shí)，消磁設(shè)備自動(dòng)保護(hù)，電源模塊停止輸出的問(wèn)題，本文通過(guò)增加電容的硬件整改和軟件整改方法，當(dāng)缺相時(shí)，電源模塊硬件實(shí)現(xiàn)門(mén)限保護(hù)，監(jiān)控模塊軟件部分實(shí)現(xiàn)降額輸出，最終實(shí)現(xiàn)最大輸出功率限制在總功率的50%，符合降額輸出要求。

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Ameliorating Design of Degaussing Equipment without Output Current

Xu Jie

(Naval Representatives Office in Guilin, Guilin 541002, Guangxi, China)

TN702

A

1003-4862（2018）01-0030-03

2017-10-15

徐杰(1982-)，男，碩士，工程師。研究方向：電子技術(shù)。