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三相橋式全控整流電路畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-01-24 15:10本頁面
  

【正文】 數(shù)字量;CLK:時鐘脈沖輸入端。ADC0809芯片有28條引腳,采用雙列直插式封裝,圖43所示是其引腳排列圖。其輸入輸出與TTL兼容。因此,ADC0809可處理8路模擬量輸入,且有三態(tài)輸出能力。ADC0809就是一種CMOS單片逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。本文采用逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器,該類A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度高,速度快,價格適中,是目前種類最多,應(yīng)用最廣的A/D轉(zhuǎn)換器。電子計算機所處理和傳輸?shù)亩际遣贿B續(xù)的數(shù)字信號,而實際中遇到的大都是連續(xù)變化的模擬量,模擬量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號后,需要模/數(shù)轉(zhuǎn)換將其變成數(shù)字信號才可以輸入到數(shù)字系統(tǒng)中進(jìn)行處理和控制,因此,把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出的接口電路,即A/D轉(zhuǎn)換器就是現(xiàn)實信號轉(zhuǎn)換的橋梁。在掉電模式下,保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個硬件復(fù)位為止。在閑置模式下,CPU停止工作。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 振蕩器特性 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN:外部程序存儲器的選通信號。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止,置位無效。此時, ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖。在平時,ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的1/6。 ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST:復(fù)位輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。 P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時,P0 口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。GND:接地。低功耗的閑置和掉電模式2個16位的定時器/計數(shù)器4個八位的并行口P0、PP2和P3128bytes的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)三級程序存儲器鎖定 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 圖41 89C51芯片引腳 主要特性壽命:1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間:10年該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。的脈沖信號輸出。然后加上同步電壓,調(diào)整電位器 W1,W2,W3使18腳、1腳、2腳的三相同步電壓對稱,并且使18腳、1腳、2腳的同步信號滯后同步變壓器付邊相應(yīng)同步信號30176。若需加大或減小脈寬 ,可增大或減小 Cx 電容值。脈沖寬度是由Cx 電容來決定的。由于TC787芯片的鋸齒波的線性、幅度由 Ca, Cb, Cc電容決定,因此為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性,選擇 Ca, Cb, Cc時要求其 3個電容值的相對誤差要非常?。ū仨氝M(jìn)行篩選),以產(chǎn)生的鋸齒波線性好、幅度大且不平頂為宜 , Ca、Cb、 uF。(6)輸出端有不小于20mA的輸出電流,驅(qū)動管要可靠的導(dǎo)通和截止,電路輸出的限流電阻和管子的β值應(yīng)與電路相適配。范圍內(nèi)滿幅可調(diào)。(4)脈沖發(fā)生器的電容Cx決定了調(diào)制脈沖寬度或方波輸出寬度,電容大則寬度寬,在頻率為50Hz情況下,若需要輸出在0176??紤]到電路在積分電容上放電的離散性,移相電壓的零電位應(yīng)比電路的負(fù)電源正200mV。50Hz時,較高頻率時,為了保證電容積分幅值,電容應(yīng)減小。(2)電路采用集中式恒流源向積分電容充電,經(jīng)測試,電流在180uA左右,相對誤差小于177。圖33 TC787構(gòu)成的三相六脈沖晶閘管觸發(fā)電路按圖33焊接好電路然后檢查無誤后,先把控制旋鈕調(diào)到零位(即RP1,RP2,RP3,RP接入電路中的電阻最大),然后接通電源,用示波器觀察各輸出端的脈沖波形是否正常。180176。連接在13腳的電容Cx決定輸出脈沖的寬度,Cx越大,脈沖越寬,但脈沖寬度太寬會增大驅(qū)動級的損耗。Ca,Cb,Cc為積分電容,它們決定了TC787芯片的鋸齒波的線性、幅度,因此,為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性,Ca,Cb,Cc3個電容值的選擇的相對誤差要非常小。圖32 TC787原理框圖 基于TC787的三相六脈沖晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計與調(diào)試由TC787構(gòu)成的三相六脈沖觸發(fā)電路如圖33所示。該交相信號與脈沖發(fā)生器輸出的脈沖(TC787為調(diào)制脈沖)信號經(jīng)脈沖形成電路處理變?yōu)槿噍斎胪叫盘栂辔粚?yīng)且與移相電壓大小適應(yīng)的脈沖信號送到脈沖分配及驅(qū)動電路。三個恒流源輸出的恒值電流給三個等值電容Ca、Cb、Cc恒流充電,形成良好的等斜率鋸齒波。由圖可見,在它們內(nèi)部集成了三個過零和極性檢測單元、三個鋸齒波形成單元、三個比較器、一個脈沖發(fā)生器、一個抗干擾鎖定電路、一個脈沖形成電路、一個脈沖分配及驅(qū)動電路。雙電源工作時,引腳3(Vss)接負(fù)電源,其允許施加的電壓幅值為-4~-9V,引腳17(VDD)接正電源,允許施加的電壓為+4~+9V。(4)電源端該芯片可單電源工作,亦可雙電源工作。5) 引腳13(Cx)。4) 引腳4(Vr)為移相控制電壓輸入端。3) 引腳6(Pc)為TC787工作方式設(shè)置端。該端用來進(jìn)行故障狀態(tài)下封鎖TC787的輸出,高電平有效,應(yīng)用中接保護電路的輸出。A相正半周應(yīng)的兩個脈沖輸出端;引腳10為與三相同步電壓中B相電壓正半周及A相負(fù)半周對應(yīng)的兩個脈沖輸出端。當(dāng)TC787被設(shè)置為全控雙窄脈沖工作方式時(雙窄脈沖相隔60176。圖31 TC787的引腳排列(1)同步電壓輸入端:引腳1(Vc)、引腳2(Vb)及引腳18(Va)分別為三相同步輸入電壓連接端,應(yīng)用中分別經(jīng)輸入濾波后的同步電壓,同步電壓的峰峰值應(yīng)不超過TC787或TC788的工作電源電壓VDD。 引腳排列、功能和用法 TC787是一標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式18引腳的集成電路。(3) TC787具有A型及B型器件,使用戶可方便地根據(jù)自己應(yīng)用系統(tǒng)所需要的工作頻率來選擇(工頻時選A型器件,中頻100~400Hz時選B型器件)。器件內(nèi)部設(shè)計有移相控制電壓與同步鋸齒波電壓交點(交相)的鎖定電路,抗干擾能力強。范圍內(nèi)之間連續(xù)同步改變。(2) TC787在單雙電源下均可工作,使其適用電源的范圍較廣泛。它可同時產(chǎn)生六路相序互差60176。 調(diào)制脈沖或方波的寬度可根據(jù)需要通過改變電容Cx而選擇。 TC787輸出為調(diào)制脈沖列,適用于觸發(fā)晶閘管及感性負(fù)載??捎糜谌嗳赜|發(fā)(6腳接VDD),也可用于三相半控觸發(fā)(6腳接地)。 識別零點可靠,可方便地用作過零開關(guān)。 三相觸發(fā)脈沖調(diào)相角可在0180176。4V~177。因此,TC787可廣泛應(yīng)用于三相半控、三相全控、三相過零等電力電子、機電一體化產(chǎn)品的移相觸發(fā)系統(tǒng),從而取代TCA78KJ00KJ00KJ04KJ042等同類電路,為提高整機壽命、縮小體積、降低成本提供了一種新的、更加有效的途徑。它可單電源工作,亦可雙電源工作,主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調(diào)制電路,以構(gòu)成多種交流調(diào)速和變流裝置。實際上,通過每個時刻的等效電路,發(fā)現(xiàn)和分析變壓器漏感作用時的電路十分類似,輸出電壓Ud的瞬時電壓為導(dǎo)通兩相電壓瞬時值的平均值。電路中設(shè)置了平衡電抗器來保證兩組三相半波電路能同時導(dǎo)電,每相的觸發(fā)脈沖,從第一個正自然換相點開始計算起,分別為5和6。三相橋式全控整流電路接反電勢電感性負(fù)載時,在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下,電路工作情況與電感性負(fù)載時相似,電路中各處電壓、電流波形均相同,僅在計算Id時有所不同,接反電動勢電感性負(fù)載時的Id為:Id =(式中和分別為負(fù)載中的電阻值和反電動勢的值) 小結(jié)變壓器二次側(cè)每相有兩個匝數(shù)相同、極性相反(同名端相反)的繞組。前沿相差180176。時,整流電壓平均值為:Ud=U2Sinωtd(ωt) = [1+cos (+α)]●輸出電流平均值為:Id =(2)基本參數(shù)關(guān)系●當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(即帶電感性負(fù)載或帶電阻負(fù)載a≦60176。因為在a=90176。時的波形(1)當(dāng)a﹥60176。時的波形圖27三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載a=60176。圖25三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載a=0176。時:Ud波形連續(xù),工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似,各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓Ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣;區(qū)別在于:由于負(fù)載不同,同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上,得到的負(fù)載電流波形不同。 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載時,Ud波形每60176。時的波形小結(jié):● 當(dāng)a≦60176。時,如a=90176。4 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a﹥60176。時Ud出現(xiàn)為零的點。時工作情況Ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移,平均值繼續(xù)降低。期間,iu為正,iu波形的形狀與同時段的Ud波形相同,在VT4處于通態(tài)的120176?!駨腢t1開始把一周期等分為6段,Ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成,每一段導(dǎo)通晶閘管的編號等仍符合表21的規(guī)律。時的波形)晶閘管起始導(dǎo)通時刻推遲了30176。2 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a=30176。. 實際提供脈沖的順序為:VT1,VT2—VT2,VT3—VT3,VT4—VT4,VT5—VT5,VT6—VT6,VT1—VT1,VT2,不斷重復(fù)。所以每隔60176。)。. Ud一周期脈動6次,每次脈動的波形都一樣,所以三相全橋電路稱為6脈波整流電路。共陽極組VTVTVT2也依次差120176。. 對觸發(fā)脈沖的要求:. 按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的順序,相位依次差60176。觸發(fā)角a的起點,還是要從自然換相點來開始計算,注意正負(fù)方向都有自然換相點。其余的均處于斷開狀態(tài)。時的情況時的波形)1)帶電阻負(fù)載時的工作情況表21三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載a=0176。1 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a=0176。每個工作周期中對于每相二次電源來說,即有負(fù)電流,也有正電流,所以沒有直流磁化的問題,提高了繞組的利用率。此外,晶閘管習(xí)慣上要按照從1至6的順序?qū)?,因此按圖21所示的順序?qū)⒕чl管編號,就是與a、b、c三相電源相接的共陰極組的3個晶閘管分別為VTVTVT5,與a、b、c三相電源相接的共陽極組的3個晶閘管分別為VTVTVT2。 第二章 主電路設(shè)計及原理 主電路設(shè)計其原理圖如圖21所示。核聚變反應(yīng)堆在產(chǎn)生注入能量和強大磁場時,需要一些大容量脈沖的電源,電力電子裝置就是這種電源。像里面的大型的電動機調(diào)速和起動都需要電力電子技術(shù)。要是和電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的時候,也離不了電力電子技術(shù)。其中風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電的發(fā)展比較快,備受關(guān)注的還有燃料電池。利用和開發(fā)新能源:傳統(tǒng)發(fā)電的方式有水力發(fā)電、火力發(fā)電以及后來興起的核能發(fā)電。家用計算機、音響設(shè)備、電視機、等電子設(shè)備電源模塊也大量需要電力電子技術(shù)。因為電子照明的電源發(fā)光效率高、體積小、可以節(jié)約大量能源,經(jīng)常被叫做“節(jié)能燈”,傳統(tǒng)的日光燈和白熾燈正被逐漸取締。在一些電子裝置中,以前線性穩(wěn)壓電源被大量采用供電,因為高頻的開關(guān)電源重量輕、體積小、效率高,現(xiàn)在線性電源己被慢慢取代了?,F(xiàn)在高頻開關(guān)電源己被采用了全控型器件,以前晶閘管整流電源被用在通信設(shè)備中的程控交換機。各種開關(guān)的電源和不間斷著的電源(UPS),應(yīng)用這一類的最為普遍。手段:連續(xù)、精確、快速地控制大容量無功和有功等性能的實現(xiàn)對系統(tǒng)的功率流向、潮流變化、阻尼振蕩、輸送能力的性能加以提高和改進(jìn)。大容量、長距離輸電時直流輸電有很大的優(yōu)勢,其逆變閥的受電端和整流閥的送電端全都采用晶閘管的變流裝置。現(xiàn)代化的電力電子系統(tǒng)中,關(guān)鍵技術(shù)之一就是電力電子技術(shù)。如無功補償、濾波、降壓等等。電力系統(tǒng):電子電力系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用了大量電力電子的技術(shù)。大容量整流電源被急需用在冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源、直流電弧爐電源及淬火電源等場合。近年來迅速發(fā)展的電力電子變頻技術(shù),使得交流電機的調(diào)速性能可以與直流電機相當(dāng),使得交流調(diào)速技術(shù)被大量應(yīng)用并且占據(jù)著主導(dǎo)的地位。以前直流調(diào)速系統(tǒng)被大量應(yīng)用于電梯,最近幾年交流變頻調(diào)速被廣泛應(yīng)用。不同型號的電源也被應(yīng)用在飛機、船舶上,所以航海和航空全部離不開電力電子技術(shù)。電力電子裝置控制電動汽車的電機進(jìn)行電力變換和驅(qū)動控制?,F(xiàn)在高速發(fā)展的磁懸浮列車,電力電子技術(shù)的應(yīng)用更是一項關(guān)鍵技術(shù)。 晶閘管的應(yīng)用交通運輸:整流裝置被采用在電氣機車中的直流機車中,變頻裝置被采用在交流機車上。減小電力電子器件的開關(guān)損耗是基于新的控制技術(shù)的使用,例
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