Потужне інверторне джерело живлення (стр. 2 из 9)

Основні недоліки цього пристрою – це низький ступінь захисту від кидків струму, від перевищення напруги і зникнення фаз, відсутність пристроїв індикації роботи, відсутність плавного пуску і керованого випрямляча.

1.2 Потужне джерело живлення ВД 506 ДК

Основні технічні даніпристрою:

Споживана потужність 17 кВт

Напруга живлення~380 ,50 Гц

Максимальна вихідна напруга 500 В

Максимальний вихідний струм 30 А

Умови експлуатації:

Температура-20

+ 50

Вологість до 95%

Атмосферний тиск 750 мм.рт.ст.

Габаритні розміри: 1200 х 700 х 500

Вага95 кг.

Структурна схема ВД 506 ДК приведена на рисунку1.2

Рисунок 1.2 Структурна схема ВД 506 ДК

Працює пристрій таким чином: при підключенні дотрифазної мережі напруга подається на вхідний силовий трансформатор. Після цього, за допомогоютиристорноговипрямляча,здійснюється регулюваннявихідноїнапруги. Одночасно включається вентилятор охолодження. Схема захисту спрацьовує при перегріві силових елементів керованого випрямляча, вона відключає блок живлення і пристрій управління, при цьому відключається керований випрямляч – струм і напруга на виході відсутні.

Основні недоліки цього пристрою – це низький ступінь захисту від кидків струму, від перевищення напруги і зникнення фаз, відсутність пристроїв індикації роботи, великі габарити тавага.

1.3 Потужне джерело живлення КСУ 320

Основні технічні даніпристрою:

Споживана потужність18 кВт

Напруга живлення~380 ,50 Гц

Максимальна вихідна напруга 400 В

Максимальний вихідний струм 40 А

Умови експлуатації:

Температура -20

+ 50

Вологість до 80%

Атмосферний тиск 750 мм.рт.ст.

Габаритні розміри: 1200 х 650 х 450 мм

Вага85 кг

Структурна схема КСУ 320 приведена на рисунку1.3

Рисунок 1.3 Структурна схема КСУ 320

Працює пристрій таким чином: при підключенні до трифазної мережі напруга подається на вхідний силовий трансформатор.Після чого напруга передається на конвертор. Пристрій обмеження струму аналізує величину струму на виході і при перевищенні заданого значення забороняє роботу конвертора, при цьому струм на виході відсутній.

2СИНТЕЗ СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ

Відповідно до технічного завдання необхідний пристрій, в якого на виході буде регульована напруга таструм. У зв'язку з цим пристрій повинен живитисявід промислової трифазної мережі із змінною напругою 380 В. Для виконання покладених на пристрій завдань він повинен містити керований випрямляч, який перетворюватиме змінну напругу 380Вв постійну.Для забезпечення захисту мережі від кидків струму у момент включення випрямляча необхідний пристрій управління випрямлячем, якийзабезпечить плавне включення випрямляча. Для забезпечення регулювання величини випрямленої напруги і струму необхідний переривник, а також пристрій управління переривником. Щоб перетворювати постійну напругу в зміннунеобхідний пристрій перетворення постійної напруги в змінну, а також пристрій управління цим перетворювачем. Для здобуття необхідноїнам постійної напруги на виході нам необхідний вихідний випрямляч. Для управління всіма пристроями необхідний пристрій управління.

Для контролю вихідної напруги і струму необхідний пристрій індикації. Щоб захистити всі системи пристрою від перевищення напруги, від обриву фази необхідні схеми захисту від цих чинників. Для здобуття напруги живлення низьковольтних пристроїв необхідне вторинне джерело живлення, яке вироблятиме необхідні напруги. Схема структурнарозробляє мого пристроюприведена на кресленні АП14Б.7.091401.001.Э1.

2.1 Роботапристрою за структурною схемою

У початковий момент часу роботи на вхід керованого випрямляча подаєтся змінна трифазнанапруга з мережі 380 В. Пристрійуправління випрямлячем забезпечує плавне включення і запобігає кидкам струму в мережу. Постійна напруга з керованого випрямляча поступає на переривник. За допомогою пристрою управління переривником здійснюється регулювання величини випрямленої напруги і струму.Випрямлена напруга поступає на перетворювач і перетворюється в змінну. Необхідна змінна напруга поступає на вхід вихідного випрямляча, на виході якого утворюється необхідні постійна напруга і струм. Схема захисту аналізує величину напруги і струму, здійснює захист основних блоків і пристроїв від зникнення фази від перевищення струму і від перевищення встановленої напруги.При виникненні цих чинників схема захисту впливає на пристрій управління випрямлячем, пристрій управління переривником і пристроєм управління перетворювачем і ті у свою чергу відключають відповідно керований випрямляч, переривник і перетворювач. Пристрій індикації відображує величину напруги і струму на виході випрямляча.

Живленнянизьковольтних пристроїв управління здійснюється за допомогою другорядних джерел живлення котрі мають гальванічну розв’язку від мережі 220В,50Гц.

Схема структурна приведена на кресленні АП14Б.7.091401.001.Э1.

3СИНТЕЗ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СХЕМИ

Відповідно до технічного завдання і структурної схеми потужне джерело живлення не повинне вносити перешкоди до промислової мережі змінного струму. Для реалізації цього завдання ,як керований випрямляч,застосований міст Ларіонова на діодах VD5, VD8,VD11 і тиристорах VS1-VS4.Щоб мати можливість управління рівнемвипрямленої напруги, а в разі аварії мати можливість відключення цієї напруги,застосовний переривник на транзисторі VТ4, в основу роботи якого покладений принцип широтно-імпульсной модуляції. Як пристрій, що управляє, для нього застосовний контролер на мікросхемі DA6 типу UC3842.Для здобуття необхідної вихідної напруги і гальванічної розв'язки від мережі застосуємо мостовий інвертор на транзисторах VT6-VT9 і трансформаторі Т2. Для управління мостом застосуємоконтролер, призначений для управління мостовими схемамина мікросхеміDA2 типа UC3875. Випрямлення отриманої змінної напруги здійснюватимемо за допомогою двухполуперіодного випрямляча на діодах VD33 і VD34.Як пристрій індикації застосовний РКІ.

Для плавного запускувипрямляча пристрій управління ним реалізуємона мікросхеміDA5 типуNE555, транзисторах VT1-VT3 і оптоелектронних розв'язках VU1-VU4

Схемузахисту від зникнення фази реалізуємона стабілітроні VD20, транзисторі VT5 і оптотранзісторiVU6. Схемузахисту від перевищення максимальної встановленої напруги реалізуємона стабілітроні VD32, транзисторі VT10, і оптотиристоріVU5.Захист від короткого замикання і від перевищення максимально встановленого струму реалізуємона схемізахисту на мікросхемі DA2 типа UC3875 і струмовому трансформаторі Т1 типуASM-010.

Для розв'язки низьковольтних пристроїв управління переривником від високої вихідної напруги, що подається на переривник, встановлюємомікросхемуDA6 типу HCPL 3150,котра має потужний вихідний каскад.

Для гальванічної розв'язки від мережі220В,50Гц,в джерелі живлення низьковольтних мікросхем пристроїв управління,застосуємотрансформатор Т3 типа ТПП-255.

Для зменшення впливу на контролери управління DA1 і DA2 імпульсних перешкодзастосуємоподвійний перетворювач випрямленої напруги за допомогою мікросхем DA9, DA10, DA11, DA12.

Як розв'язка ланцюгів управління низьковольтного контролера DA2 від високої напруги, що подається на транзистори VT6-VT9, застосуємодрайверирозв'язки на мікросхемах DA3 і DA4 типа IR2113. Схема електрична принципова приведена на кресленні АП-14Б.08.000.Э3 .

3.1 Робота пристрою за електричною схемою

Пристрій працює таким чином. При підключенню до мережі задопомогою вимикача S1 джерело живлення виробляєстабілізовану напругу +5, +9, +12. одночасно з цим включається електромотор вентилятора охолодення. У початковий момент часу на виході мікросхеми DA5 присутній високий рівень напруги, який відкриває транзистор VT1, котрийчерез оптоелектронну розв'язку VU4 відкриває тиристор VS4, і той починає заряджатиконденсаторифільтру C16 таС17. Після витримки у4 секундимікросхема DA5 перемикається і на виході 3 стає низький рівень напруги, при цьому транзистор VT1 закривається і відповідно тиристор VS4 закривається теж. Відкривається транзистор VT2, який через оптоелектроннiрозв'язкиVU1, VU2, VU3 дозволяєроботу тиристорів VS1, VS2, VS3 відповідно.

Мостовий випрямляч починає свою роботу, при цьому контролер управлінняпереривником, VT4 не працює і транзистор знаходиться в закритому станi, тому на транзисторах моста інвертора живлення відсутнє, хоча контролер управління DA2 працює і на виході напруга відсутня.

Bключаєтся контролер DA1 і з його виходу 6 через R60 імпульси управління поступають на другу ніжку DA6, яка управляєтранзистором VT4, дозволяючийого відкриття. Одночасно з цим на транзисторах моста з'является живлення і перетворювач постійноїнапругив зміннупочинає свою роботу.

Вихідні сигнали контролера управління мостового випрямляча з 8 і 11 ніжок поступають на входи драйверів DA4 і DA5, які у свою чергу управляють транзисторами мостового перетворювача, побудованого на транзисторах VT6 - VT9.