GGAjK型高硅整流设备原理.docx
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GGAjK型高硅整流设备原理
GGAj02K型高压硅整流设备原理
一、K型高压硅整流设备的主要特点:
本产品是采用16位单片机作为控制核心,立足于“全数字化技术特征,高精度火花响应控制、独创性控制功能,网络化设计概念”四大目标。
应用龙净最新研究成果,吸收国内外最新技术控制精华,开发出的控制部分采用以80C196KB单片机为核心的MVC-196微机自动电压控制器。
产品主要技术特点有:
1、数字化控制程度大幅度提高,采用高速、高性能、大容量真16位单片机系统,利用80C196KB的多路A/D。
△对模拟信号输入采用高速、高分辨率采样。
△对二次电压、电流瞬时值进行连续采样。
△为实现检测电压峰值、谷值,检测、存贮波形,软件检测火花提供了保证。
2、独家采用硬件和软件双重火花检测控制技术
△在兼容DAVC原有的浮动火花检测控制技术基础上,开发出纯软件检测火花新技术,该技术重点检测非常微弱的火花信号和火花先兆信号。
△在闪络控制中实现无冲击不关断软控制,电场电压恢复很恢复很快,损失极小。
△可在高火花频率下安全、稳定运行。
3、多种控制方式
△火花跟踪控制
△最高平均电压控制
△火花率设定控制
△临界少火花控制
△双半波间歇供电控制
△单半波间歇供电控制
△可根据用户要求提供其它各种不同的控制方式
4、独创具有自己特色的功能
△自动快速绘制电场动态伏安曲线族。
该族曲线包括平均值、电压峰值、电压谷值三组曲线;动态曲线族与静态曲线相比,更为真实地反映电场内部的工况。
通过对动态伏安曲线族的分析,可对反电晕、电晕封闭、电场积灰等工况的发生与程度做出准确的判断。
△采集并存贮电压、电流波形。
自身具有与“数字存贮示波器”相似的瞬间单次波形记录贮存功能和重复波形记录刷新功能。
自动捕捉火花放电瞬间的电压、电流波形并自动刷新、自动记录正常运行时的电压、电流波形。
5、强化网络系统控制,IPC的一个功能强大的子系统
△所有参数可以在上位机上设定。
△IPC可监控MVC-196的实时运行状态。
△可将控制参数渗透到每一项控制内容。
△可实现远距离在线精确调试。
6、具有特殊的保护功能
△过流保护
△负载短路保护
△负载开路保护
△危险油温保护
△SCR短路保护
△偏励磁保护
△欠压保护
△具有特殊的超电压限压和过载限流措施。
△硬件看门狗电路可以在强干扰情况下自复位运行。
7、人机接口界面友好
△采用2⨯16字符液晶显示器。
△参数修改采用功能键输入。
△参数保存在EEPROM,掉电时不丢失。
△调试时,用手提电脑运行“MVC-196在线调试系统”,可以进行参数修改,波形显示、曲线显示等在线调试功能。
8、集成度、可扩充性提高
△自身带光隔离通讯单元、触发单元。
△还预留可扩展的A/D、I/O口。
△具有减功率振打控制能。
△具有反电晕控制功能
二、K型主回路原理简介:
主回路原理图包括设备主回路,操作控制电路和辅助电路(如冷却风机)等几个部分。
交流380V电源经断路器(QF1)主触点,由反并联晶闸管V1、V2调压后,送至整流变压器初级,再经升压、整流输出直流负高压。
R9和R7分别为直流高压侧电流取样电阻和电压取样电阻。
电流和电压取样讯号送至MVC-196控制器,由微处理机系统进行运算处理后,输出讯号控制晶闸管的导通角,形成闭环的自动电压控制系统。
主电路中其它主要器件作用如下:
交流电压表PV1:
指示经晶闸管调压后的整流变压器一次侧电压。
交流电流表PA1:
指示整流变压器一次电流。
直流电压表PV2:
指示设备输出的直流电压。
晶闸管调压原理
R1、C1为晶闸管阻容吸收电路。
压敏电阻RV1-6:
吸收浪涌过电压。
主回路各点波形
阻尼电阻R6:
对火花放电电流起缓冲作用,并阻尼高压输出回路中LC分布参数引起的寄生振荡。
电容C6~C13:
吸收高频电压,兼作均压。
电阻R5:
高压取样电阻。
FU5为照明电路电源开关。
FU6为风机电源开关。
电流互感器TA1:
提供一次电流测量和一次电流过流讯号。
继电器KA1、KA2:
根据用户需要可选油温超温报警继电器或瓦斯继电器。
KA3为停机报警继电器。
KA4为远程启动继电器。
KA5为跳闸报警继电器。
需要注意的问题
△“停机”是指断开可控硅触发信号,停止运行。
△“跳闸”是指不仅断开可控硅触发信号,而且断开断路器开关,切断电源。
三、MVC-196控制器的主要芯片性能及应用简介:
1、80C196KB
(1)80C196KB的主要特点
△16位CPU。
△集成了强大功能的外设装置。
△CPU通用寄存器(232个)均可实现累加器运算。
△有一套效率更高,执行速度更快的指令系统。
△片内振荡器及时钟电路。
△可寻址的存储器空间为64KB,片内外统一编址;片内256字节RAM。
△3个16位硬件定时器/计数器(TIMER1;TIMER2;WDT),4个16位软件定时器/计数器。
△全双工串行口。
(2)80C196B在MVC-196中的资源分配:
△I/O口分配:
P3口:
地址/数据总线(低8位)(A0~A7/D0~D7):
P4口:
地址/数据总线(高8位)(A8~A15)。
P0口作为八路A/D输入通道,信号如下:
ACH0:
二次电流平均值
ACH1:
二次电压平均值
ACH2:
一次电流平均值
ACH3:
一次电压平均值
ACH4:
二次电压瞬时值
ACH5:
二次电流瞬时值
ACH6:
二次电流峰值
ACH7的输入由N8(4051)多路开关切换成8路A/D输入
P1口作输入、输出口使用,详见下表:
引脚
功能
功能
备注
P10
OUT
设定灯
设定时灯亮
P11
OUT
检测过零火花过零丢失等输出
74HC00(D18)——9脚
P12
OUT
串行通讯控制输出
通讯板XS3——18脚
P13
OUT
远控/本地灯
远动时灯亮
P14
OUT
手动/自动灯
自动时灯亮
P15
OUT
93LC66片选信号输出
去93LC66的CS
P16
OUT
93LC66时钟输出
去93LC66的CLK
P17
OUT
93LC66串行数据输出
去93LC66的DI
P2口作特殊功能使用,详见下表:
引脚
功能
功能
P20
TXD
串行输出口
P21
RXD
串行输入口
P22
EXINT
外部中断(过零中断)
P23~P27
备用
高速输入输出口:
引脚
功能
功能
备注
HSI0
IN
火花中断
40106(D15B)的4脚
HSI1
IN
软件复位信号输入
4044(D20)的13脚
HSI3
IN
93LC66串行数据输入
去93LC66的DO
HSO0
OUT
看门狗复位信号输出
MAX706的WDI
HSO1
OUT
SCR移相脉冲输出
4538的11脚
HSO2
OUT
二次电流峰值放电脉冲
D14A的1、2脚
△系统时钟:
12MHZ。
△80C196KB其它引脚意义:
RESET——开机复位、按键复位、看门狗复位。
ALE——地址锁存允许信号。
READY——准备好信号。
WR——外部数据存贮器写选通。
RD——外部数据存贮器读选通。
EXINT——过零中断入口。
NMI——电源故障中断入口。
2、可编程单片机外围接口PSD834(D2)
△是一种可编程单片机通用外围接口芯片。
△将只读存储器EPROM、RAM、PLD和地址锁存器等外围器件集成在一块芯片内,通过编程来组合不同的逻辑。
△地址译码,以选择不同的芯片,详见下表
引脚
功能
备注
PB4
选中8255(D6)
PB5
选中8255(D7)
PB6
选中AD558(D8)
△静态读写存贮器(RAM),在MVC-196中用于存放一些计算的中间结果,一些运行的状态数据等。
可编程单片机外围接口PSD834(D2)
3、93LC66主要特点
△93LC66为串口EEPROM。
△掉电可保存。
△用于存贮设备运行参数。
4、MAX706
△MAX706为CPU外围监视电路。
△用于电源掉电检测、看门狗自复位电路和复位电路。
△在MVC-196中的具体应用如下表:
引脚
名称
功能
1
MR
手动复位输入,低电平有效
2
VCC
+5V电源输入
3
GND
所有信号的基准地
4
PFI
电源电压监控输入
5
PFO
电源故障输出,当PFI小于1.25V时变低
6
WDI
看门狗输入,控制内部看门狗定时器,保持高电平或低电平1.6秒时定时器完成计数
7
RESET
低电平有效的复位输出
8
WDO
看门狗输出,当内部看门狗定时器完成计数时,跳变为低电平
5、D/A转换器AD558(N8)主要性能参数
△8位分辨率,单电源+5V~+15V,不需外调整。
△激光修整,内部工艺I2L,精度+1/2LSB。
△输出速度快,典型值在800ns。
△低输入电流,最大100uA。
AD558D在MVC-196作为火花比较电压输出,该电压由CPU计算后A/D转换输出到火花检测比较器。
6、可编程并行接口芯片8255(D6、D7)
(1)主要性能特点
△8255有三个输入输出端口:
A口、B口、C口,每一个端口都是8位。
△通常A口和B口作为输入输出的数据端口,C口作为控制或状态信息的端口。
△8255有三种工作方式(方式0、方式1、方式2)。
△内部分A组和B组控制电路分别控制A口和上C口(PC7~PC4)以及B口和下C口(PC3~PC0)。
(2)通道分配D6
口
A口(输入)
B和C口
引脚
PA0
PA1
PA2
PA3
PA4
PA5
PA6
PA7
PC7
PC0~PC3,PB口
作用
-
键
+
键
SET2键
SET1键
IN4启/停
IN3
超油温
IN2
远启动
IN1
CO报警
A/M
键
2⨯16字符液晶显示器的驱动
D7
口
B口(输出)
A和C口
引脚
PB0~PB1
PB4
PB5
PB6
PB7
PC0
作用
备用
OUT1备用
OUT2停机
OUT3
远启动
OUT4
跳闸
断电振打信号
四、MVC-196控制器结构与基本框图
1、结构:
△内部由主控板与综合板两块双面印制板组成。
主控板还包括2⨯16字符液晶显示器驱动电路、功能键输入电路、串行通讯光隔驱动电路、看门狗自复位电路等。
综合板主要包括稳压电源、过零脉冲信号产生、各路模拟信号输入处理电路、火花检测电路、I/O接口、可控硅光隔触发电路等。
△控制器外部与取样信号板配套使用。
2、MVC-196控制器系统框图:
五、MVC-196电路工作原理:
1、主控板
(1)D1(80C196KB)是一个16位的单片机。
(2)D2(PSD834)是可编程外围接口芯片,代替了只读存储器EPROM、地址译码器、地址锁存器的功能。
(3)D10(93LC66)作为串行EEPROM,可以永久保存数据。
(4)I/O接口电路
△该板采用2块I/O芯片D6和D7(8255)。
△D6的A口用于键的输入和开关量的输入,B口和C口用于2⨯16字符液晶显示器的驱动。
△D7的B口用于开关量的输出控制,PC0用于振打工作
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- GGAjK 型高硅 整流 设备 原理