新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計應(yīng)用 > 一種程控高壓充電系統(tǒng)設(shè)計

一種程控高壓充電系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2009-12-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


廣泛應(yīng)用于物理試驗、開關(guān)技術(shù)等研究課題。早期的主要是通過手動調(diào)節(jié)調(diào)壓器來改變電源的輸出,過程易受操作人員主觀影響,穩(wěn)定度低,難以實現(xiàn)整個實驗過程的自動控制;部分采用了電動調(diào)壓器,通過控制電機(jī)帶動調(diào)壓器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)過程中滯后現(xiàn)象明顯,且電動調(diào)壓器體積功率普遍較大,不利于小型充電系統(tǒng)使用;基于串聯(lián)諧振的高頻充電電源體積小、效率高,但成本高,線路復(fù)雜;充電設(shè)備多用于高電壓、大電流的場合,瞬時放電產(chǎn)生的空間干擾和地線干擾相當(dāng)嚴(yán)重,對示波器等精密測試儀器有一定的影響。因此,研制穩(wěn)定可靠的充電系統(tǒng)很有必要。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/181144.htm


1 系統(tǒng)概述
某試驗需要一臺充電設(shè)備,要求單極性充電,充電電壓-20~-80 kV連續(xù)可調(diào),充電時間小于100 s,儲能設(shè)備為電容器,充放電過程不允許人員在場,所有操作必須在屏蔽間完成。


2 系統(tǒng)
高壓充電系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。主控部分位于屏蔽間內(nèi),包括觸摸屏和信號轉(zhuǎn)換電路,實現(xiàn)高壓設(shè)置,充電啟停,接地瀉放等控制命令的發(fā)送,以及充電系統(tǒng)工作狀態(tài)和實際電壓的顯示;充電系統(tǒng)位于實驗間,包括信號轉(zhuǎn)換,PLC,調(diào)壓模塊,高壓采樣等,通過接收主控部分的控制命令,完成儲能電容充電等動作。為實現(xiàn)屏蔽間和實驗間的完全隔離,采用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。

2.1 觸摸屏
屏蔽間內(nèi)除了放置高壓充電系統(tǒng)的主控部分,還包括操作臺,示波器等其他物理實驗需要的儀器設(shè)備,從而要求程控高壓充電系統(tǒng)的主控部分體積小,易于觀測,操作簡便。用觸摸屏作為監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面,除節(jié)省PLC的I/O點數(shù)之外,還提高了生產(chǎn)監(jiān)控能力,簡化了操作面板。綜合比較后采用IO英寸的觸摸屏作為主控設(shè)備,并嵌入操作臺,和其他儀器設(shè)備的操作窗口位于一個平面,方便操作人員的使用。圖2為觸摸屏控制界面,具有指針和數(shù)字兩種實際電壓顯示方式,通過鍵盤輸入設(shè)置電壓,控制按鍵按照功能互鎖,避免誤操作。需要注意的是,為了有效提高觸摸屏和PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸效率,在觸摸屏編程過程中,最好將使用的數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置為一段連續(xù)的PLC寄存器地址。

2.2 充電控制
PLC是整個充電控制的核心,充電開始后,首先輸出一個0~10 V的直流信號到調(diào)壓模塊,控制調(diào)壓模塊輸出一個0~220 V交流電壓到高壓電源,經(jīng)過高壓電源升壓整流后給儲能電容充電,再通過高壓側(cè)并聯(lián)的高壓分壓器,把0~-80 kV的高壓信號轉(zhuǎn)換為0~-8 V的低壓信號,隔離調(diào)理后送到PLC,PLC獲取后和設(shè)置電壓對比,調(diào)整輸出的直流信號,實現(xiàn)充電過程的閉環(huán)控制。但是,從PLC輸出直流信號到高壓電源穩(wěn)定輸出高壓,有一個滯后時間,如果采用簡單閉環(huán)控制,會造成控制過程失調(diào),高壓輸出震蕩,無法達(dá)到指標(biāo)要求。因此,系統(tǒng)使用了PID控制方法。


上一頁 1 2 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉