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整流电源原理

  整流电源原理_物理_自然科学_专业资料。整流电源培训资料 整流电源系统简介 ? 整流电源分为主控柜、整流柜、切换柜、 电流表柜四部分。 ? 系统主回路和系统控制回路框架图如下: 主回路框架图 控制回路框架图 整流器结构介绍

  整流电源培训资料 整流电源系统简介 ? 整流电源分为主控柜、整流柜、切换柜、 电流表柜四部分。 ? 系统主回路和系统控制回路框架图如下: 主回路框架图 控制回路框架图 整流器结构介绍 一、 设备主回路由整流变压器、双三相全控桥、滤波 电抗器、滤波电容等组成。 三相380V交流电源经整流变压器形成电压有效值相等, 电器上隔离但有30o相位差的两组三相电源,将其输送到 两组三相全控整流桥,当电网频率为50HZ时,输出电压的 脉动频率为600HZ,经过滤过电抗器后使直流输出的纹波 较小,直流输出还并有滤波电容,使纹波系数更小,精度 更高。 整流变压器二次侧接有快速熔断器,用于阻断电路的 过电流,压敏电阻用于抑制电路的操作过电压,阻容吸收 电路用于晶闸管换相过电压。直流输出并联有电压采样传 感器以向系统提供电压反馈信号和外界所需的4—20mA的 监控信号,同时还并联有改善设备空载特性的内负荷电阻; 另外直流输出还串联了电流采样传感器,同样是为了向系 统提供电流反馈信号和向外界提供4—20mA的监控信号。 1、整流变压器,其一次侧输入为角接,二次 侧输出一组为角接,一组为星接。 2、三相全控桥: 晶闸管KP1和KP4接a相,晶闸管KP3和KP6接b相,晶管 KP5和KP2接c相。 晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组,而晶闸管KP2、 KP4、KP6组成共阳极组。 KP1 KP3 KP5 B u2 a b R c KP4 KP6 KP2 图1 三相桥式全控整流电路 晶闸管: 带散热片: 管芯: 在第(1)段期间,a相电压最高,而共阴极组的晶闸 管KP1被触发导通,b相电位最低,所以供阳极组的晶闸管 KP6被触发导通。这时电流由a相经KP1流向负载,再经KP6 流入b相。变压器a、b两相工作,共阴极组的a相电流为正, 共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为 ud=ua-ub=uab 经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高, 晶闸管KPl继续导通,但是c相电位却变成最低,当经过自 然换相点时触发c相晶闸管KP2,电流即从b相换到c相, KP6承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经KPl、负 载、KP2流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电 流为正,c相电流为负。在负载上的电压为 ud=ua-uc=uac 再经过60°,进入第(3)段时期。这时b相电位最高, 共阴极组在经过自然换相点时,触发导通晶闸管KP3,电 流即从a相换到b相,c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续 导通。此时变压器bc两相工作,在负载上的电压为 ud=ub-uc=ubc 余相依此类推,如下图: u2 a ud b c a b 0 ωt ug (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 3 5 1 3 5 0 ωt ug 2 4 6 2 4 0 ωt ug 1 3 5 1 3 0 ug 6 2 4 6 2 4 ωt 0 ωt 图2 三相桥式整流电路的触发脉冲 下图为三相桥全控桥式整流电路的输出波形: 3、滤波电抗器:交流电经过整流后是脉动的直流,纹 波较大,串上滤波电抗器后输出的纹波较小,起滤波作用。 图片: 电气符号: 4、滤波电容:把脉动的直流滤波成纹波精度高的直流。 图片: 二、控制回路电路主要由同步板、微机板,脉冲分 配板、脉冲放大板、温度模块、开关电源、电压、电流变 送器等组成。 控制系统有两块微机板,一块在线运行,另一块热 备用,当主板发生故障后,系统可自动切换到备板。 系统的运行参数通过触摸屏设定,送到PLC,再送给 整流柜微机板(1AP和2AP)。整流器的状态通过通讯或者 开关量输入给PLC,PLC分类处理并将相关数据显示在触摸 屏上。PLC与控制板之间通过R485通讯,两块微机板之间 通过RS232通讯。 同步信号板送给微机板与主回路相位一致的同步信号。 电压、电流变送器实时采集整流器的直流输出值,以模拟 信号反馈到微机板。开关电源提供微机板工作电源。脉冲 分配板由微机板发出的一个基准脉冲信号,自动分配成移 相角不同的十二个脉冲,各个脉冲再经过脉冲放大板送到 相应晶闸管的控制极。 当设备启动后,微机板会根据所设定的电压值和反馈 值的比较情况进行PI运算,从而得出触发脉冲的相位,通 过调整触发脉冲相位来调整晶闸管的控制角,以达到控制 输出电压。 原理图如下: 电流给定--即限流值,由触摸屏设定; 电流调节--由单片机程序控制; 电压给定--即工作电压,由触摸屏设置; 电压调节--由单片机程序控制; 电流检测--电流变送器采集直流输出电流,以电压形式送入微机板; 触发环节--脉冲形成,分配及放大电流组成; 电压检测--电压互感器采集直流输出电压,以电压形式送入微机板。 1、微机板: 微机控制部分主要由主单片机、副单片机、A/D转换器 件,同步信号电路等组成原理框图如下: 电压反馈、电流反馈、三相电源信号等均经高精度A/D 转换器转换为相应的数字量存入相应的单片机RAM存储单元, 由主单片机对这些数据进行判断及计算。 控制回路的通讯网络:副单片机实时与主单片机通 讯,主单片机把相关信息(电压值、电流值、故障类型及 控制系统参数等)发送到副单片机,副单片机又把以上相 关信息发送到主单片机,再通过RS485通讯发送到PLC和触 摸屏,同时副单片机接收触摸屏和PLC的相关信息(电压、 电流PI运算参数、设定电压值、软启时间、保护电压和限 流值),并将这些信息传送给主单片机。 图片: 2、同步板: 送入主控板与主回路 相位一致的同步电压信号。 3、脉冲分配板: 由主控板发出的一个 基准脉冲信号自动分配十 二个不同移相的脉冲。 4、脉冲放大板: 将脉冲信号放大触发 相应的晶闸管。 5、温度模块: 检测12支晶闸管、滤 波电抗器、变压器温度, 通过通讯将温度值送至控 制器再通讯至PLC、HMI。 6、开关电源: 提供控制板的工作电 源,模块电源,继电器电源。 7、电压变送器DY1: :0-450V output:0-6V 将输出工作电压转化 成微机板需要的0-6V直流 电压。 8、电压变送器DY2: :0-450V output:4-20mA 将输出工作电压转化 成4-20mA送到PLC模块。 9、电流变送器DY3: :0-75mV output:0-6V 将输出工作电流转化 成微机板需要的0-6V直流 电压。 10、电流变送器DY4: :0-75mV output:4-20mA 将输出工作电流转化 成4-20mA送到PLC模块。 11、分流器: 检测输出电流送到电流 变送器。 输入:0--1500A 输出:0--75mV 12、IGBT: 直流输出并有电解电容, 当整流电源停压后,其存 有一定的电量,导通IGBT 使其放电。 13、IGBT触发板: 给IGBT提供触发信号。 14、过渡晶闸管: 当工件从低压铜排向高 压铜排移动时,使其导通, 保证碳刷等电位过渡。 15、过渡晶闸管触发板: 给过渡晶闸管提供触发信 号。


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