Устройство защиты оптотиристоров

Защита оптотиристоров от перенапряжения

Для ослабления перенапряжения используем RC - цепочки, которые включаются параллельно оптотиристору. Такая цепочка совместно с индуктивностями цепи коммутации образует последовательный колебательный контур. Конденсатор ограничивает перенапряжения, а резистор — ток разряда этого конденсатора при отпирании и предотвращает колебания в последовательном контуре.

Сопротивление резистора принимаем равным 50 Ом.

Емкость конденсатора принимаем равной 1 мкФ.

Защита тиристоров от токовых перегрузок

В процессе эксплуатации систем с оптотиристорами, тиристорами и диодами могут возникнуть различные виды аварийных режимов их работы. Основные виды аварий можно разделить на две группы: внешние (короткие замыкания в цепях нагрузки или питающей сети) и внутренние (повреждение вентилей или нарушение работы системы управления).

Для защиты от выхода из строя элементов преобразователя применяют различные способы, которые осуществляются с помощью плавких предохранителей, автоматических выключателей или короткозамыкателей, а также специальные схемные решения.

По принципу построения защитные устройства делятся на токовые и тепловые. Такие устройства должны отключать аварийную цепь раньше, чем могут выйти из строя отдельные ее элементы. Устройства защиты должны обладать высокой надежностью и не выходить из строя (за исключением плавких предохранителей).так как эту хрень никто из разумных людей не станет читать, а если вдруг читаете то отбрось надежду всяк сюда входящий я просто напишу это для количества. При пробое одного из строя тиристоров по аварийной цепи протекает полный ток короткого замыкания, и предохранители плавятся, предохранитель в цепи нагрузки должен отключить цепь раньше, чем начнут выходить из строя работающие в это момент тиристоры.

Быстродействующие выключатели серии ВАБ, ВАТ, А-3700, АМ применяются для защиты преобразователей при внешних коротких замыканиях и перегрузках в сочетании с предохранителями в качестве защиты от внутренних коротких замыканий

В разработанном управляемом выпрямителе для защиты тиристоров по току применяем быстродействующие предохранители на ток 50А.

Разработка схемы управления

Разработка функциональной схемы микропроцессорного

Блока управления

Функциональная схема устройства регулирования выходного переменного тока соответствующая техническому заданию на рисунке 3.1

Она состоит из следующих функциональных звеньев:

- блок клавиатуры;

- блок синхронизации

- микропроцессорный блок управления;

-устройство сопряжения;

- повторитель

Рисунок 3.1 Схема функциональная. Устройства регулирования выходного переменного тока силового трансформатора.

Блок синхронизации (БС) обеспечивает формирование сигнала при переходе сетевого переменного напряжения через нуль в момент окончания каждого полупериода.

Устройство сопряжения с объектом (УСО) - служит для управления силовыми оптотиристорными ключами, которые подключают нагрузочный трансформатор ТН к сети переменного тока

Блок ввода аналоговых сигналов (БВАС) предназначен для ввода аналоговой информации: значений напряжения в первичной цепи, значений тока в выходной обмотке переменного тока.

Разработка принципиальной схемы микропроцессорного

Блока управления

Основу принципиальной схемы микропроцессорного блока управления оптотиристорного регулятора трехфазного напряжения с микропроцессорным управлением составляет микропроцессорный контроллер, реализованный на микросхеме DD1 типа AVR ATmega 16.

Микроконтроллеры AVR фирмы Atmel, семейства Mega являются 8 - разрядными микроконтроллерами, предназначенными для встраиваемых приложений. Они изготавливаются по малопотребляющей КМОП-технологии, которая в сочетании с усовершенствованной RISC архитектурой позволяет достичь наилучшего соотношения быстродействие/ энергопотребление.

Микроконтроллеры описываемого семейства являются наиболее развитыми представителями микроконтроллеров AVR [6].

Основные характеристики ATmega 16:

- 118 команд, большинство которых выполняется за один машинный цикл;

- 8 Кбайт Flash ПЗУ программ, с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 1000 циклов стирание/запись;

- 512 байтов ЭСППЗУ данных, возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI;

- последовательный канал, 100000 циклов стирание/запись;

-512 байтов встроенного ОЗУ;

- 32 х 8 бит регистра общего назначения;

- 32 программируемые линии ввода/вывода;

- 8-канальный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь;

- 16-разрядный и 32-разрядный формат команд;

- программируемый полный дуплексный UART;

- диапазон напряжений питания от 2, 7 В до 6, 0 В;

- полностью статический прибор - работает при тактовой; частоте от 0 Гц до 16 МГц;

- два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным прескалером и режимом сравнения;

- 16-разрядный (с режимами сравнения и захвата) таймер/счетчик;

- три ШИМ канала;

- внешние и внутренние источники сигналов прерывания;

- программируемый сторожевой таймер с собственным встроенным генератором;

- встроенный аналоговый компаратор;

- встроенные часы реального времени с собственным встроенным; генератором и режимом счетчика

- блокировка режима программирования;

- режимы энергосбережения: пассивный (idle), экономичный (power save) и столовый (power down);

- встроенная схема сброса по подаче питания;

- промышленный (-40°С...85°С) и коммерческий (0°С...70°С)

диапазоны температур.

Немаловажным фактором, обусловившим выбор данного прибора в качестве микроконтроллера, является его относительно низкая стоимость по сравнению с аналогичными по быстродействию устройствами.

Рассмотрим типовую схему включения данного микроконтроллера.

Конденсаторы С13 и С14 (рисунок 3.2) совместно с кварцевым резонатором ZQ1 составляют генератор тактовых импульсов, необходимый для синхронизации контроллера. Номиналы приборов выбираются в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя, приведенными в руководстве по эксплуатации [3], и составляют:

Из ряда Е96 выбираем ближайшее значение 33 пФ, а в качестве конденсаторов С1 и С2 - конденсаторы типа В37941-К9105-К0 емкостью 33 пФ, напряжением 16В.

Будем использовать кварцевый резонатор типа HC-49SM частотой 10 МГц.

С13 = С14 - 33 пФ;

ZQ1 = 4 МГц.

Рисунок 3.2 Схема подключения кварцевого резонатора

Резистор R2 образует схему начальной установки выбранного микроконтроллера, то есть обеспечивают сброс микроконтроллера при включении напряжения питания. Их номиналы определяются исходя из рекомендаций фирмы-производителя, приведенных в руководстве по эксплуатации [3], для корректного сброса прибора на входе «RST» микроконтроллера должен обеспечиваться низкий уровень сигнала в течение времени, соответствующего двум машинным циклам МПК и определяемого постоянной времени заряда конденсатора С1

R2 = 10 кОм.

Из ряда стандартных значений Е24 выбираем ближайшее значение ЮкОм, а в качестве резистора R2 - резистор типа Р1-12-0, 25Вт-10 Юм ±5%-А-М. Конденсаторы С1 и С2 являются фильтрующими по питанию. Они необходимы для устранения влияния высокочастотных помех на работу микроконтроллера. Номиналы приборов выбираются в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя, приведенными в руководстве по эксплуатации [3], и составляют:

С24 = С26 = 0, 1 мкФ.

Из ряда Е96 выбираем ближайшее значение 0, 1 мкФ, а в качестве конденсаторов С24 и С26 - конденсаторы типа В37941-К9105-К0 емкостью 0, 1 мкФ, напряжением 16В.

Вывод Амплитудного значения тока и запрос ввода исходных данных осуществляется при помощи жидкокристаллического индикатора со встроенным символьным контроллером, использующим таблицу ASCII для русских букв, подключенный к портам PD0-PD7, РС5 - РС7. Он реализован на микросхеме HD44780. Резистор R27 предназначен для регулировки контрастности ЖКИ.

Микросхема DD3 типа MAX232S представляет собой стандартную схемотехническую реализацию устройства согласования уровней КМОП-логики микроконтроллера и уровней интерфейса RS-232C последовательного порта компьютера.

Конденсаторы С29, С34, С35, С48, С49 образуют типовую схему включения микросхемы DD3. Их номиналы выбираются из справочного руководства по эксплуатации фирмы-изготовителя и составляют:

С29 = С35 = С48 = С49 = 0, 1 мкФ;

С34 =10 мкФ.

Из ряда Е96 выбираем ближайшее значение ОД мкФ, а в качестве конденсаторов С29, С35, С48, С49 - конденсаторы типа В37941-К9105-К0 емкостью 0, 1 мкФ, напряжением 16 В.

Из ряда Е96 выбираем ближайшее значение 10 мкФ, а в качестве конденсатора С34 - конденсатор типа В45197-А4686-М50 емкостью 10 мкФ, напряжением 16 В.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒