【文章內(nèi)容簡介】 I正參考電壓端，一般情況接VCC13REFI負(fù)參考電壓端，一般情況接地20VCC正電源電壓輸入端，電壓為5V177。注：，單片機(jī)采取掃描的方式來檢測EOC的狀態(tài)。一次電流采集電路設(shè)計(jì)原理：現(xiàn)場采集的一次電流經(jīng)過電流互感器轉(zhuǎn)換比例為300:5，經(jīng)過采樣電阻轉(zhuǎn)換成交流電壓。進(jìn)入全波精密整流電路（由半波整流電路和加法電路組成），通過VR1可調(diào)整增益，使一次電流符合現(xiàn)場采樣，電容為濾波電容。調(diào)整成A/D轉(zhuǎn)換器可接受的電壓信號，調(diào)理后進(jìn)入A/D的采樣比例為100(A):1（V）。一次電流采集電路如圖36所示。圖36 一次電流采集電路圖圖37一次電壓采集電路圖一次電壓采集電路設(shè)計(jì)原理：現(xiàn)場采集的一次電壓經(jīng)過降壓變壓中器比例為100:1，經(jīng)過全波精密整流電路（由半波整流電路和加法電路組成），通過VR3可調(diào)整增益，使一次電壓符合現(xiàn)場采樣，電容為濾波電容。調(diào)整成A/D轉(zhuǎn)換器可接受的電壓信號，調(diào)理后進(jìn)入A/D的采樣比例為100:1。一次電壓采集電路如圖37所示。二次電流采集電路設(shè)計(jì)原理：現(xiàn)場采集的二次電流經(jīng)過電阻轉(zhuǎn)換成電壓后，經(jīng)過比例調(diào)整電路，通過VR2可調(diào)整分壓比例，使二次電流符合現(xiàn)場采樣（二次電流表顯示），調(diào)整成A/D轉(zhuǎn)換器可接受的電壓信號，調(diào)理后進(jìn)入A/D的采樣比例為1000（mA）:1（V）。運(yùn)算放大器AR2的放大比例是10。二次電流采集電路如圖38所示。 圖38二次電流采集電路圖圖39 二次電壓采集電路圖二次電壓采集電路設(shè)計(jì)原理：現(xiàn)場采集的二次電壓經(jīng)過分壓后，經(jīng)過比例調(diào)整電路，調(diào)理成A/D轉(zhuǎn)換器可接受的電壓信號，通過VR4可調(diào)節(jié)分壓比例，使二次電壓符合現(xiàn)場采樣，調(diào)理后進(jìn)入A/D的采樣比例為100（KV）:5（V）。二次電壓為脈動的直流電壓。運(yùn)算放大器AR5的放大比例是5。二次電壓采集電路如圖39所示。過零檢測簡單的說就是輸入的工頻交流信號每經(jīng)過一次零點(diǎn)，輸出就發(fā)出一次脈沖[20]。過零檢測輸出信號作為單片機(jī)的一個外部中斷信號，每10ms觸發(fā)一次，配合軟件，可控制任何周期為10ms倍數(shù)的動作，如定時測量。過零檢測電路圖如圖310所示。圖310過零檢測電路圖過零檢測的工作原理是：變壓器輸出9V的正弦波，經(jīng)過電阻分壓后，經(jīng)過由運(yùn)放LM393組成的零電壓比較電路消去正弦波的負(fù)半波，電壓比較器LM393將50HZ正弦交流電壓變成方波，在交流電每次過零點(diǎn)都會輸出脈沖，其正負(fù)過零點(diǎn)產(chǎn)生兩個下降沿，加到從CPU的中斷輸入腳INT0和INT1上，產(chǎn)生中斷。此中斷每10ms產(chǎn)生一次。過零檢測的作用可以理解為給主芯片提供一個標(biāo)準(zhǔn)，為單片機(jī)提供10ms的間隔時間，這個標(biāo)準(zhǔn)的起點(diǎn)就是零電壓，可控硅的導(dǎo)通角就是依據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)，而每個導(dǎo)通角的導(dǎo)通時間是從零電壓開始計(jì)算的，導(dǎo)通的時間不一樣，導(dǎo)通的角度就不一樣。為了保護(hù)可控硅，設(shè)置了交流電過零檢測電路，本設(shè)計(jì)采用過零電壓比較的方法，設(shè)計(jì)了過零檢測電路[21]。該電路由電壓比較器，光耦，二極管，及非門組成。用來檢測出交流電的零點(diǎn)，在控制雙向可控硅時在交流電的零點(diǎn)附近導(dǎo)通，以防止因?qū)〞r電流過大而燒毀可控硅。電除塵器的主要功能是對電除塵器供電變壓器實(shí)施控制,包括一次電壓、一次電流、二次電壓、二次電流及火花率等。所有這些控制都是通過控制可控硅導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)的?？煽毓枵{(diào)壓裝置由兩只反向并聯(lián)的可控硅組成，接在電源和整流變壓器間。兩個可控硅分別控制 380V交流電的正半波和負(fù)半波?？煽毓栌|發(fā)脈沖信號必須與 380V交流信號同步。只要控制加在可控硅控制極上的觸發(fā)脈沖信號，就能改變可控硅的導(dǎo)通角，使整流變壓器的一次側(cè)獲得大小可調(diào)的交流電壓，電源和可控硅之間還串有電抗器，不過若采用高阻抗整流變壓器時可不設(shè)電抗器。本論文設(shè)計(jì)的就是采用過零觸發(fā)脈沖的方法。二極管均采用快速二極管，三極管起功率放大作用，脈沖由脈沖變壓器輸出電源為+12V。電路原理：本控制器脈沖觸發(fā)電路設(shè)計(jì)主要包括脈沖放大器和脈沖變壓器。當(dāng)過零中斷發(fā)生時，裝入T0初值，此值與導(dǎo)通角相對應(yīng)。并啟動定時器T0。當(dāng)T0溢出產(chǎn)生中斷，由單片機(jī)輸出的觸發(fā)脈沖經(jīng)光電隔離后控制三極管導(dǎo)通，脈沖變壓器T一次側(cè)作為三極管集電極負(fù)載，電源為+12V，當(dāng)三極管導(dǎo)通時，為脈沖變壓器一次側(cè)提供電流形成觸發(fā)脈沖。直到三極管截止，脈沖被封鎖。產(chǎn)生的正負(fù)觸發(fā)脈沖加到可控硅的G、K極上，由于兩只可控并硅為反并聯(lián)，其A、K極上是正弦波信號。當(dāng)正半周出現(xiàn)在第一只可控硅的A、K極間時，其G、K上的正脈沖，將觸發(fā)導(dǎo)通。而另一只的A、K極上為負(fù)半周。G、K上的脈沖不能觸發(fā)，在負(fù)半周時則相反。一周中，兩只可控硅輪流導(dǎo)通。當(dāng)正弦過零點(diǎn)時，可控硅截止?？梢妼?dǎo)通時間決定于觸發(fā)脈沖的相位，也就是決定于8051的T0的溢出時刻，即T0的初裝值。改變T0初始值，就改變了可控硅的導(dǎo)通角。可控硅觸發(fā)電路如圖311所示。圖311 可控硅觸發(fā)電路圖雖然提高靜電除塵器的運(yùn)行電壓可以使不及效率增大，但是除塵器的運(yùn)行電壓終將受到電暈電極和集塵電極間火花放電的影響，而不可能任意提高。一方面當(dāng)運(yùn)行電壓接近或達(dá)到火花放電電壓時，靜電除塵器可以有很高的捕集效率；另一方面，一旦出現(xiàn)過于頻繁的火花放電，除塵器會因?yàn)檫\(yùn)行電壓的迅速下降而失去除塵作用，如果火花放電轉(zhuǎn)變?yōu)榛」夥烹姡€會是極板燒蝕。因此，如何控制火花放電時保證電除塵器安全運(yùn)行和提高其除塵效率的關(guān)鍵?？煽毓璧挠|發(fā)角和導(dǎo)通角的改善，可以以給定量和反饋量為依據(jù)，由自動控制回路自動調(diào)節(jié)。自動控制回路由多種多樣，即火花率控制、最高電平電壓控制、脈沖供電和間歇供電控制、零界火花控制等。本控制系統(tǒng)中利用火花信號作為反饋指令來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。為了安全起見，本控制器除了軟件上的火花檢測外，在硬件上還有設(shè)計(jì)了火花檢測電路。除塵器正常工作時允許有一定的火花率，但為了避免由火花放電過度到電弧放電，除了要有阻尼電阻之外，除塵器一旦出現(xiàn)火花放電后，可控硅不封鎖，只減小其導(dǎo)通角的火花控制方式，這樣反復(fù)循環(huán)使除塵器保持在一定的火花率下運(yùn)行[3]。高壓控制器的核心是智能單片處理機(jī)。首先，采樣一次、二次電流、電壓的波形計(jì)算他們的平均值和峰值，分析和統(tǒng)計(jì)其變化規(guī)律，特別是二次電流、電壓的變化特征，找到電流突變的特征點(diǎn)，即：發(fā)生“火花”的特征點(diǎn)，從而調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角，控制高壓輸出，實(shí)現(xiàn)自動跟蹤電場變化，達(dá)到最佳除塵效果?；鸹z測電路如圖312所示。圖312火花檢測電路圖為保證在安全放電時間內(nèi)判斷出放電從而作出反應(yīng)，本控制器在硬件上采用直接比較的方法，這也是火花檢測獨(dú)立與測量而單獨(dú)存在的原因。本論文采用比較器TL082，MC14538增加了檢測的穩(wěn)定性，完成比較的功能。以二次電流作為測量作為輸入，與可調(diào)比較量相比，比較結(jié)果作為數(shù)字量作為輸出。檢測的原理：當(dāng)產(chǎn)生火花放電時，會引起二次電流的發(fā)幅度增加，利用這一特性可以檢測火花放電現(xiàn)象[16]。二次電流經(jīng)調(diào)理后接比較器的同向輸入端。電位器VR5用來調(diào)節(jié)火花放電和電弧放電判斷的值，當(dāng)發(fā)生火花放電時，二次電流上升，輸入比較器同向輸入端的電壓上升，比較器輸出為正，觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)。經(jīng)過光耦進(jìn)行光電隔離，對火花進(jìn)行計(jì)數(shù)。MC14538是觸發(fā)器。為了使系統(tǒng)能夠正常工作，保護(hù)升壓變壓器。本控制器設(shè)計(jì)了過流保護(hù)電路，該電路具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、保護(hù)可靠且容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。其設(shè)計(jì)原理為：單片機(jī)將采集到的一次電流值實(shí)時地存儲于單片機(jī)的存儲器中，在單片機(jī)軟件將存儲器中存儲的一次電流與預(yù)定的一次電流門限值進(jìn)行比較，當(dāng)一次電流高于一次電流門限值時，此時光耦導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合并向主控制器發(fā)出報警指令，要求控制器立即作出處理。過流檢測電路如圖313所示。圖313過流檢測電路圖本系統(tǒng)振打控制器設(shè)計(jì)最小定時時間為1ms，其它定時時間為1ms的整數(shù)倍，振打時間設(shè)計(jì)為112s；停轉(zhuǎn)時間為112min。時間控制為4路輸出，也可擴(kuò)展到更多路，循環(huán)控制或單獨(dú)控制可任意選擇。其電原理如圖314所示。圖314振打控制電路圖CD4051的每個輸入端由電位器、電阻和電容器串聯(lián)組成，要求電阻值的變化范圍是5～50千歐。其中，IN0～I(xiàn)N3依次輸入設(shè)置的4個振打電機(jī)的轉(zhuǎn)動時間，l～12s可調(diào)，由W0～W3的阻值來設(shè)定轉(zhuǎn)動時間。IN4～I(xiàn)N7，依次輸人設(shè)置的4個振打電機(jī)的停轉(zhuǎn)時間，1～12min可調(diào)，由W4～W7的阻值來設(shè)定停轉(zhuǎn)時間?！?編號為0～3)的轉(zhuǎn)停信號，～。4個電機(jī)的編號為0～3，其轉(zhuǎn)停分別由4個繼電器J0～～20F，為超小型、中功率繼電器，特點(diǎn)是靈敏度高、負(fù)載能力較強(qiáng)，線圈工作電壓9V。本設(shè)計(jì)電除塵器的4個電機(jī)依次工作，如果4個電機(jī)不是依次工作而要求單獨(dú)工作，只需調(diào)整一下軟件設(shè)計(jì)便可使用。使用時，電位器W0～W7，上有刻度1 ～12，旋轉(zhuǎn)電位器到設(shè)定的時間。把繼電器J0～J3觸點(diǎn)分別串接到4個電機(jī)的控制電路中，通電后立刻工作。對每一個振打電機(jī)都要確定一個最佳振打時間，選振打效果最好的振打時間就是最佳振打時間，以后由W0～W3來設(shè)定最佳振打時間。如果最佳振打時間超過12s，則應(yīng)減小該振打電機(jī)的停轉(zhuǎn)時間。模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)CD4051：CD4051由地址譯碼器和多路雙向模擬開關(guān)組成,