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具有多种?;すδ艿缏返纳杓?/h2>

发布时间:2011-07-29

中心议题:
  • 讨论有多种?;すδ艿纳杓频缏?/strong>
解决方案:
  • 实现过压?;ぁ⑶费贡;?/strong>
  • 实现灵敏度?;?、相序保护

在工业控制中,用电设备通常使用三相电源作为工作电源。但工作电源经?;崾艿礁髦忠蛩氐母扇牛佣缪共ǘ?,造成过、欠电压等状况。如设备或电器长期工作在该环境中,会受到极大程度的损坏。因此,电源?;て饕芏怨埂⑶费菇杏行П;ぃ淮送?,其还应具备相序鉴别?;すδ?,以确保用电设备能在各种条件下正常安全地运行。

?;し治?br />
如图1所示,过压最小值与欠压最小值之间通常被称为正常工作电压(也称正常电压工作带)。电器的工作电压在此范围内波动,如达到过压或欠压设定值时,则?;て骺冀斜;?。
图1 过欠压保护参数

1过压?;ぷ刺?/strong>

① 时序图分析
当保护器工作电压处在正常工作带时,工作?;ごサ阄稀H绻ぷ鞯缪怪党龉股瓒ㄖ凳?,吸合工作触点进入设定的延时?;ぷ刺?。待延时结束后,工作触点释放,由接通变至断开状态,直至工作电压重新回至正常电压工作带。

② 工作原理分析
如图2所示,IC1A与IC1B构成过压与欠压?;は呗?。其中,RP1为过欠压?;せ忌瓒?a target="_blank" style="text-decoration:none;" >电位器,输入电压经R13分别加至IC1A反相输入②端与IC1B同相输入⑤端。取自RP1电位器的基准电压设定值随?;て鳍叨说缪贡浠浠?。如过压时,经RP1加至IC1A反相输入②端与IC1B同相输入端⑤的电压值也随之升高。过压保护设定电位器RP3上的电压由IC4三端稳压输出端经RP3分压(由R7、RP3、R8、RP4、R9构成串联回路)后通过R16加至IC1A③端同相输入端,与IC1A反相输入端电压比较。当V③>V②时,则IC1A输出端①输出“0”电平,从而使IC2⑥端复位为“0”,IC2输出端⑧处于延时工作状态。

图2 工作时序图
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2欠压?;すぷ髯刺?br />

① 时序图分析
如工作电压超出其欠压设定值时,吸合工作触点进入所设定的延时?;ぷ刺?设定时间为0~30s)。待延时结束后,控制器工作触点释放,由接通状态变至断开状态,直至电压重新回至正常电压工作带。在工作时序图中,保护触点状态2、3即为欠压保护工作状态。

② 工作原理分析
如图3所示,欠压?;せ碛牍贡;し浅O嗨啤P4是欠压?;ど瓒ǖ缥黄鳎琁C4三端稳压电压输出电压经RP4分压后通过R17加至IC1B⑥端,与⑤端电压值比较。此时,过压?;せ忌瓒ǖ缥黄鱎P1处于欠压状态,RP1取样电压值也随之下降,使得IC1B中V⑤<V⑥,则IC1B输出端⑦输出 “0”电平,从而将IC2⑥端MR手动控制端置为“0”, IC2输出端⑧端处于延时工作状态。

图3工作原理图

在过欠压?;さ缏飞杓粕?,为保证?;は呗纷既房煽康亟泄够蚯费贡;?,将过欠压设定基准(RP1设定)电压分别接至IC1A反相输入②端和IC1B同相输入⑤端,从而保证了过压或欠压?;さ奈ㄒ恍?。另外在电路中增加了VD4、VD3以保证在相应反馈回路中,如出现过压或欠压状态,工作单元能可靠地工作;加入IC2中⑥端的VD1、VD2、VD5构成了“与”门电路,实现了过压、欠压、灵敏度等保护功能。

3正常工作状态

当?;て魍饨庸ぷ鞯缭丛谡5缪瓜鹿ぷ魇保耷费够蚬狗⑸?。IC1A输出端①和IC2B输出端⑦均为“1”电平,使得IC2⑥端为“1”,输出端⑧处于延时工作状态(输出高电平),直到下一次过压或欠压情况发生。

4相位灵敏度?;?/strong>

在保护器处于正常工作带时(此时三相电源为正相序L1、L2、L3),如灵敏度超出设定值,?;て鞴ぷ鞔サ憬胙邮北;ぷ刺?,直至延时保护触点断开。当检测的电压值逐渐小于设定值且低于最小值时,工作?;ごサ阒匦驴冀油?。
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在?;て鞯缭词淙攵刷?、⑥、⑦串接相应的RC移相电路(R4、RP9、C11、RP10、R5、R3)。调整相应电位器RP9、RP10,使加至整流桥输入端M、Q的电压为确定值(在?;て鞴ぷ鞯缭创τ诙疃ǖ缪瓜陆械髡?。如工作电压有波动,则由相应RC移相电路使整流桥电压输入端电压发生变化,从而使IC3A②端电压Vcc也发生变化。在取样电路中加入V1稳压管,则保证电压检测值不得超过V1稳压值。如超出,则IC3A中V③<V②,输出①端为“0”,并使IC3B⑤端电平为“0”(C6经R28放电,电平下降);同时,IC3B输入端V⑤<V⑥(V⑥电平由R24、R23分压取得),输出端⑦亦为“0”,使IC2⑥端电平为“0”,产品处于?;ぷ刺?。

相位灵敏度的调整电路由RP2、RP5组成,其将设定的电压值由R26加至IC3A同相输入端③,与经RC移相处理后所产生的Vcc比较。通常情况下,Vcc电压值应小于V1稳压值。当IC3A中V③>V②时,IC3A输出①端为“1”,保证IC3B中V⑤>V⑥(V⑤电压经VD7向C6快速充电),输出端⑦为“1”,使IC2⑥端为“1”,则相位灵敏度?;げ还ぷ鳌?br />
5相序?;?/strong>

①工作时序图分析
在?;て鞯缪勾τ谡9ぷ鞔?,且工作电源端所加电压相序(L1、L2、L3)为正相序,工作?;ごサ阄?。如L1电压呈断相状态时,则其余两相呈过压状态,?;て饕菜嬷氡;ぷ刺?。当L1相又重新恢复供电,且加入电压的L1、L2、L3都在其规定的正常工作带范围内时,?;ごサ?又重新开始吸合工作。当加入工作电源输入端由L1、L2、L3变为L2、L1、L3或L3、L2、L1时,因相序发生变化,?;て鞯谋;ごサ愣汲适头哦峡刺?,无?;すδ堋?br />
②相序?;ぴ矸治?br /> 电源输入端⑤、⑥、⑦上所加的RC移相电路起相序鉴别和?;ぷ饔谩R韵挛湎嘈蚴噶客?。
A相序正常时矢量分析(L1、L2、L3)

图4 正常相序
 
图5 正常相序矢量图
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B相序变化时矢量分析(L2、L1、L3)


 图6 变化相序I

 图7 变化相序矢量图I

c相序变化时矢量分析(L3、L2、L1)

 图8 变化相序II

 图9 变化相序矢量图II
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通过分析可知,当相应相序发生变化后,整流桥输入电压值UMQ也随之变化,并使得IC3A反相输入端②的Vcc电压随其变化。
当?;て魉酉嘈蛭狶1、L2、L3时,IC3A中同相输入端③端电压V③>V②(Vcc),此时IC2手动复位控制端MR为“1”,计时器呈自动复位导通状态,如出现过压、欠压等状态,吸合触点进入延时?;ぷ刺4瓿裳邮北;ぷ刺?,吸合触点断开,直到工作电压L1、L2、L3又重归至安全电压工作带。

保护器所加相序发生变化后,整流桥输入电压值UMQ增大,从而使Vcc随之增大,IC3A中同相输入端③的电压V③<V②,IC2手动复位控制端MR为“0”,计时器工作延时,而IC2输出控制端为“1”,此时计算器不在清零控制状态,则输出状态Q端(8端)输出为“0”,保护继电器触点呈释放状态。

触点保护状态

?;て鞫运┑缪菇腥⊙觳?如电压出现异常时,保护器内部执行继电器都会先延时后释放,进行可靠的?;?。为实现上述功能,需要选择可编程定时电路4541。延时部分可通过集成电路①~③脚外接RTC、CTC来完成。通过集成输入、输出控制端的设定来控制输出端Q的起始电平状态,并在输出端处串接V2稳压管以保证控制输出满足要求。

?;て髂诓考痰缙飨呷κ贾沼泄ぷ鞯缌魍ü?,继电器吸合。如发生过压、欠压情况,V3在导通工作延时后变为截止状态,V2指示灯熄灭,继电器释放。在驱动?;さ缏分性黾覴12、R31、R30、V4,可保证产品在过压情况下起到相应的保护功能。

总结

本文通过对具有多种?;すδ艿缏返纳杓?,探讨出一种?;すδ芙衔看蟮?一种电路,其实这也是一种设计电路的一种思路,因为你从学会设计?;さ缏返脑砜迹缓罂悸堑礁髦值缏飞峡赡芑岢鱿值奈侍?,这样对我们学会设计出合理而且应用比较广泛的电路是十分重要的。
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