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高电压技术论文8篇

时间:2023-04-01 10:06:47

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇高电压技术论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

高电压技术论文

篇1

斩波内馈调速是融斩波控制和内馈电机两项专利技术于一体的新型高压电机调速技术。该技术可在高压中、大容量的风机、泵类节能调速中应用。

斩波实际是变流主电路的数字控制,目的是克服移相控制存在的缺点。从根本上解决了有源逆变器可靠性问题。目前,斩波控制已被视为取代移相控制的发展方向。

内馈调速是一种基于转子的电磁功率控制调速,其原理是把定子传输给转子的电磁功率中的一部分功率移出去。这样定子传输的电磁功率不变,但移出的电功率可任意控制,转子总的电磁功率就被改变,电机转速就可得到控制。

内馈调速巧妙地在异步机的定子上加设一个内馈绕组,专门用来接受转子移出的电功率。内馈绕组此时工作在发电状态,它把接受的电功率又通过电磁感应,反方向传输给定子原绕组,使定子的输入功率减小,与机械功率平衡,实现了高效率的无级调速。

内馈调速最适合于高压大容量电机,其特点如下。

1.回避了定子控制的高电压问题,可实现高压电机低压控制;

2.控制装置的容量可小于电机的容量,即为小容量控制大容量;

3.控制装置和定子电源均为电磁隔离,有效地抑制了控制装置产生的谐波电流对电源的干扰;

4.整个系统没有外附变压器,调速损耗小,效率高。

二、节能效益和环境效益

1.该项目年节电量618.9253万kW•h,折标准煤2500.46t,可减排二氧化碳1812.83t。

2.按山东上网电价0.30元/kW•h计算,年节能效益185.68万元。

3.投资回收期为1.59年。

篇2

(1)利用高压喷射法进行施工时

其主要是利用钻机来进行钻孔,当钻机达到要求的深度时,则利用高压泥浆泵的高压射流来对周围的土体结构进行破坏,同时再不断的将钻杆进行旋转提升,并在此过程中利用特殊喷嘴来向周围土体中高压喷射固化浆液,使其浆液与土体达到有效的固化,从而形成一定性能和正式成立的固结体,增加土体的强度和稳定性。

(2)固结体形成什么样的形状

这是与喷射流的移动方向有紧密联系的,因为在喷射过程中,通常会采用旋转、定向和摆动三种喷射方式,这样就会导致在旋喷情况下形成旋喷柱,这对于提高地基的抗剪强度,加固地基都具有良好的作用,而且可以对于地基土变形的情况有较好的改善作用,特别是当上部具有较大荷载时,具有良好的承载作用,不至于变形或是受到破坏。而利用定喷时固结体则会呈现壁状,而摆喷则会形成厚度较大的扇状,这对于地基的防渗作用都具有非常好的效果,可以有效的确保边坡的稳定性,进一步改善地基土的水力条件。

2高压喷射灌浆工艺

2.1原材料

在灌浆施工时,需要确保浆体达到良好的可泵性和保水性,所以通常都会在施工前对浆体进行必要的处理和养护,使其保持立方体的模型持续七天,然后还要对其进行抗压力度检查,确保其符合灌浆时对浆体的要求。同时在施工过程中,为了有效的避免浆体出现干缩的现象发生,则需要将矢量的膨化剂加入到浆液中,有效的改善浆体干缩情况的发生。

2.2定位技术

对喷灌位置的确定时需要利用定位技术进行,同时还要严格遵照施工图纸,对施工中各种参数进行充分的考虑,利用定位技术找准防渗墙的位置,还要错开固有的钢筋位置,并做好标记,等一切工作准备就绪后,检查后与符合标准要求,即可以进行钻孔作业。

2.3钻孔技术

在灌浆施工中,对钻孔有一定的限制。首先,不管是直孔,还是孔壁,都应该有较高的笔直性和足够的均匀度;其次,在施工中,需要有一个合理的程序,这就要求必须严格按照规范进行操作。例如灌浆流程要从前到后依次开展,需注意后一钻孔作为前一钻孔的检查孔,应借助压水实验来检查钻孔的吸水量,如果吸水量符合规定,后续孔的灌浆工作便可省去。此外,在灌浆施工开始前,需要做一些清理工作,将钻孔或裂隙中的岩粉彻底冲洗掉,以维持其干净性。常用冲击钻进行钻孔,按规定标准,钻头和钢筋的直径差应控制在5mm左右。

2.4插管

钻完孔后,按照设计好的深度将注浆管及时插入地层,此环节通常和钻孔是连在一起的,即每钻完一个孔,就须将喷射管插入,输送压缩空气,接着将浆泵打开,持续30s送浆,然后将钻杆拔出。插管时为避免喷射管的喷嘴被泥沙堵塞,可将插管和射水工作同时进行,如果压力过大,可能会出现射塌孔壁的情况,因此,水的压力尽量保持在1MPa以内。

2.5喷浆

喷浆要遵循自下而上的顺序,且需要结合土质、地下水等因素综合考虑,对喷浆的流量、压力及提升速度进行适当调整。有时需进行二次喷射,即在上次喷射形成的浆土混合物上进行喷射,喷射流遇到的阻力比上次喷射要小,二次喷射有利于增加固体的直径。喷浆完成后,对套筒、拉杆等进行清洗,以便下次使用。

2.6检查

灌浆工作结束后,要做的就是检查工作,必须对施工质量做一个严格且全面的检查,而且大概要维持一个月左右。比如说检验灌浆区的钻孔,就要做好压水实验,通过对岩心胶的观察来确定其施工质量是否符合规定要求。

3水利工程高压喷射灌浆施工中质量控制

3.1位置

首先必须按照指定的设计要求来布设防渗墙。那么,墙的厚度要和设计的要求一样,子距一般为2.0m、有效半径和摆角分别是1.8m和15°,另外,升速度一般为10cm/min。喷嘴型号为2mm,气嘴7mm,水压为29.4~34.3MPa,空气压735kPa。

3.2测压管的四周必须要用黄沙来做漏层

规定管口为2英寸的PVC管,管底1.1m高为透水部分,外用400g/m2土工布包裹。

3.3在水泥的使用材料上必须要经过严格的质量控制

需要专业的人员进行现场取样后特意地送往检测部门在进行检验复试,那么,需要往水泥材料里添加外用剂的时候,也必须经过试验后才能明确要掺进的量度。

3.4钻孔在经过严格的检验之后才能进行孔内和缝面冲洗

将孔口敞开用风和水一次进行清洗,将风(水)管插入孔底,风(水)反复冲洗,直至回清水后即可结束。

3.5灌浆

由于裂缝两边的混凝土在灌浆压力的作用之下会产生有害的变形,在进行灌浆施工时应布置好一起对裂缝进行监测,另外,在施工灌浆技术时的工序应保持先浅到深、一侧向另外一侧、右下至上来进行,另外,在灌浆施工结束的标准是单孔吸浆率趋于零之后,灌注20~30min,想要防止因为窜孔而破坏喷射注浆的固结体,就必须要分序进行喷射施工工艺。

4结束语

篇3

(1)将避雷线架空,这种方法的优点是可以将避雷线隐蔽起来,从而实现了对输电线路的保护,是高压输电线路避雷措施中最常用的一种不仅可以避免输电线被雷击,而且可以产生电流分流,从而在避免雷击中起到很好的作用。

(2)降低杆塔的接地地阻,使跳闸遇到打雷时跳闸率降低,另外,通过此种方法,还可以有效提高输电线路的耐雷击水平,从而起到很好的避雷效果。

(3)在有些地区,还可以采用氧化锌避雷器。这种避雷击措施对电压很敏感,当雷击使电压超过一定幅度后,就会自动为雷击电流提供一个通路,从而避免高压线路被雷击,目前已被多数地区采用。

(4)最后一种是避雷针的安装采用防阻绕形式,起到避免输电线路被雷击的效果。

1.2做好杆塔组立施工技术

杆塔施工一般分为:全体组立施工和分解组立施工。在全体组立施工时,对混凝土的抗压强度要求特别严格,应达到描绘强度的100%。分解组立施工时,抗压强度应达到描绘强度的70%。这样才能保证杆塔的稳定。

1.3施工前做好施工人员的技术培训

在工程施工前,应对施工员工进行技术培训,让他们深刻领会技术环节在整个工程建设中的作用,只有将输电线路建设中的每个技术环节做好,才能保证在输电运行时不出现故障。另外,在进行技术培训时,让他们及时和技术人员沟通,真正明白输电线路的运行原理,使他们将这种技术重点贯穿到整个施工阶段。技术培训展开方式有举办培训班、进行现场指导及举行专家讲座等。

1.4引进新的施工技术

主要表现在以下几个方面:

(1)横担吊装技术。使用这种技术前要观察塔形的形状。当塔形为酒杯型时,对抱杆承载能力、横担重量及塔杆具置进行考察,考察合格后,选取比较适合的酒杯型塔形,实施分片式吊装方式的吊装。当塔形为猫头型时,首先对抱杆承载能力进行衡量,然后对铁塔周围的场地条件进行考察,最后从前后分片吊装和横担整体吊装两种方式中选取一种。

(2)抱杆提升技术。此技术优点是铁塔的组装和提升可同时进行。提升抱杆前,要将铁塔的组装材料预备好,铁塔组立被提升到一定高度时,将螺丝拧紧。在安装铁塔时,由于抱杆较重,所以在提升时必须选择普通滑车组和平衡滑车组,将这两套滑车

组合在一起进行抱杆的提升。此外,还需要腰环和顶部落地拉线两种工具的配合,它们是抱杆提升过程中重要的控制工具。

(3)塔腿吊装技术。该技术有单根吊装和分片扳立两种方式,安装时根据塔腿实际重量选取合适的方法。

2高压电力施工中的安全管理

2.1施工过程中安全制度的建立

在工程建设中,安全工作落实是否到位,对施工进度及质量起到重要的作用。所以,项目管理人员在施工前,应明确施工人员的责任,将安全工作贯穿于整个施工阶段。此外,在项目工程安全管理中,应将安全预防和重点预防结合在一起,向施工人员讲述企业安全制度及国家安全文件,让他们深入学习,确保施工中工程质量合格,保障职工的人身安全。

2.2施工现场安全管理措施

主要表现在以下几个方面:

(1)施工过程中,关注员工的安全,此外,还要对机器设备进行保护和维护,以免机器由于运行中出现故障而影响到施工人员的安全。

(2)施工前,管理人员及技术员工应详细调查施工设计、计算文件及工程设计图纸,认真考察工程所在地的地理特征、基础类型及工程数量,对工程实施中的不利因素及时分析,制定出合理的安全方案。

(3)施工前,对施工材料、机器设备及人员合理规划。施工进后,管理人员召集技术员工进行工程的安全技术交底工作,以确保施工人员对施工中的安全事项有全面了解,提高他们施工的规范性,防止发生安全事故。

2.3加强施工人员的安全培训

电力工程构建时,通常会遇到气候因素变化,对工程进度影响较大,也使工程充满安全隐患。遇到这种情况,施工人员应落实应对气候因素的安全措施。此外,在工程建设中,管理人员应定期对施工人员进行安全保护技能培训,提高其业务技能。另外,针对一些安全事故进行预演习,以提高施工人员的应变能力。还有,将施工人员安全保证工作纳入施工管理范畴内,并与工资挂钩,使他们主动注意安全工作。

3结语

篇4

    论文首先介绍了电力电子技术及器件的发展和应用,具体阐明了国内外开关电源的发展和现状,研究了开关电源的基本原理,拓扑结构以及开关电源在电力直流操作电源系统中的应用,介绍了连续可调开关电源的设计思路、硬件选型以及TL494在输出电压调节、过流保护等方面的工作原理和具体电路,设计出一种实用于电力系统的开关电源,以替代传统的相控电源。该系统以MOSFET作为功率开关器件,构成半桥式Buck开关变换器,采用脉宽调制(PWM)技术,PWM控制信号由集成控制TL494产生,从输出实时采样电压反馈信号,以控制输出电压的变化,控制电路和主电路之间通过变压器进行隔离,并设计了软启动和过流保护电路。该电源在输出大电流条件下,能做到输出直流电压大范围连续可调,同时保持良好的PWM稳压调节运行。    开关电源结构

    以开关方式工作的直流稳压电源以其体积小、重量轻、效率高、稳压效果好的特点,正逐步取代传统电源的位置,成为电源行业的主流形式。可调直流电源领域也同样深受开关电源技术影响,并已广泛地应用于系统之中。

    开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

    SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用, GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。在本论文中选用的开关器件为功率MOSFET管。

    开关电源的三个条件:

    1. 开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态;

    2. 高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频;

    3. 直流:开关电源输出的是直流而不是交流。

    根据上面所述,本文的大体结构如下:

    第一章,为整个论文的概述,大致介绍电力电子技术及器件的发展,简单说明直流电源的基本情况,介绍国内外开关电源的发展现状和研究方向,阐述本论文工作的重点;

    第二章,主要从理论上讨论开关电源的工作原理及电路拓扑结构;

    第三章,主要将介绍系统主电路的设计;

    第四章,介绍系统控制电路各个部分的设计;

篇5

被加州大学洛杉矶分校研究小组称为磁电随机存储器的这款内存极有可能成为未来几乎所有电子产品的内存条,包括智能手机、平板电脑、计算机、微处理器,也可专门用于数据存储,如计算机和大型数据中心的固态磁盘等。

磁电随机存储器优于现有技术的主要优点是它耗能极低,同时密度大、读取和写入速度快、不挥发,不用加电也可保存数据(这类似于硬盘驱动器和闪存条,但速度要快得多)。

当前,磁性内存的技术基础是自旋转移矩,利用了电子(自旋体)的电荷和磁特性,以电流移动电子,向内存写入数据。尽管自旋转移矩与其他内存技术相比有诸多优势,但其电流写入机制仍须消耗一定能量,即写入数据时会产生一定热量。其存储能力受到数据物理距离的限制,即写入信息所需电流的限制。这种低位能力拉高了比特成本,从而限制了自旋转移矩技术的应用。

在磁电随机存储器中,加州大学洛杉矶分校的研究小组用电压取代电流来写入数据。这样就无须用导线移动大量的电子,而只须利用电压(电势差)即可开关磁位,向内存写入信息。这样计算机内存产生的热量就大为减少,节能效率提高10到1000倍。此外,内存密度可提高5倍,在同样的物理空间内能存储更多的位信息,从而降低了比特成本。

该研究负责人为加州大学洛杉矶分校电气工程系教授王康,成员还有论文第一作者、电气工程研究生胡安· G·阿尔扎泰以及加州大学洛杉矶分校—国防高级研究计划署非挥发逻辑项目经理、电气工程助理研究员佩德拉姆·哈利利。

哈利利说:“以电压控制纳米级磁体的能力是磁学研究中令人兴奋、快速增长的领域。这一工作为下列研究提供了新思考:如何以电压脉冲控制开关方向,如何不用外部磁场就能确保设备正常工作,如何把它们整合成高密度存储器阵列等。一旦做成商品,磁电随机存储器相对现行其他技术的优势不仅表现在能量散失少上,还表现在能使磁阻随机存储器极为密实,这也很重要。由于成本低、性能高,磁电随机存储器可以挺进以前为成本和性能所困的新的应用领域。”

阿尔扎泰说:“最近首款自旋转移矩—磁阻随机存储器(STT-RAM)商用芯片问世,它也为磁电随机存储器的推广打开了大门,因为它们的设备原料和制造工艺十分相似,后者既可兼容STT-RAM当前的逻辑电流技术,又减缓了能量和密度的限制。”

名为《纳米级磁穿隧接面的电压开关控制》论文介绍了上述研究成果,在12月12日于旧金山召开的美国电气和电子工程师协会国际电子设备2012年会上进行了宣读,该年会是“半导体和电子设备领域突破性成果的杰出论坛”。

磁电随机存储器采用了称为受电压控制的磁绝缘体结点的纳米级结构,数层摞在一起,其中有两层是磁性材料,一层磁场方向固定,另一层可通过电场加以控制。特殊设计的设备对电场很敏感。当施加电场时,两个磁层间就产生了电位差,即电压。电压可通过在各层表面聚积或消除电子,向内存写入信息。

王康指出:“像这样能量极低的自旋电子设备,其潜在应用不只限于存储器产业。这些存储器可集合逻辑和计算,从而彻底消除预备电力,使即通型电子系统成为现实,极大提高设备功能。”

篇6

【Abstract】This paper introduces the charging and discharging principle and characteristics of lead-acid battery,studies the charging method for lead-acid batteries,a lead-acid battery charging power supply for small power battery is designed, the circuit adopts fly-back topology. Paper mainly introduces the the selection of high frequency transformer of the main circuit and the design of the feedback loop.

【关键词】铅酸蓄电池;反激变换器;高频变压器

【Keywords】lead-acid battery; fly-back converter; high frequency transformer

【中图分类号】TN86 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0119-02

1 引言

开关电源主电路拓扑结构对于车载充电电源的设计有着至关重要的作用。我们根据需要分析电路的功率、效率、成本等方面内容,再分析各个主电路的拓扑结构,选择合适的电路。在隔离型的DC/DC变换器电路中有很多种拓扑电路,如正激电路、反激电路、全桥电路、半桥电路和推挽电路。这里设计的电路是小功率的,全桥电路结构比较复杂,成本高,半桥电路因有直通危险的可能性,且该电路适用于大功率的场合范围,故不选。我们选用反激式DC/DC变换器,因为反激式DC/DC变换器与正激变换器相比的优点是电路简单,少一个输出滤波电感及续流二极管,降低了电路成本,减少了体积和重量,增加了电路可靠性,非常适用于小功率的车载充电电源,故论文设计了72W铅酸蓄电池充电电源,电路采用单管反激式DC/DC变换器拓扑结构。

2 反激变换器主电路参数的选择

论文设计一台小功率铅酸蓄电池充电器。充电器主要技术指标如下:

输入电源:单相交流工频电源170~260V;

输出电压:48V;

最大充电电流:1.5A;

工作频率:100kHz;

2.1 整流滤波直流电压范围

最大直流电压纹波由下式计算:

ΔVDCmax=

其中,Dto为输入端整流滤波的导通占空比,可以令Dto=0.2;Cin为输入端的滤波电容;将各个参数带入计算,我们可以计算出最大纹波电压为26V。

2.2 变压器设计

反激电路中主电路的参数设计中,最值得我们重点对待的是高频变压器的设计,它是反激电路的核心部分。为了提高高频变压器的利用率,高频变压器的原副边变比应可能大一些。

2.2.1 开关管峰值计算

实际变压器原边匝数取42匝,则变压器副边匝数N2=42/2.5=16.8,取17匝。

3 反激电路反馈环路设计

输出隔离反馈电路如图1所示,采用光电耦合器PC817和可控精密稳压源TL431组成了反馈回路的设计。PC817和TL431构成隔离反馈时,其作用相当于误差放大器。TL431是动态响应速度快,设置两个电阻就可以得到TL431二极管阴极到阳极电压为2.5~36V,输出电压纹波低,因此可以得到很好的稳定性能,稳压精度高,并且可以通过与PC817将变压器两边的地相隔离,最终使负载端地和输入端地相隔离。

该电路中,Uo为电路输出电压,通过电阻R15和R16的分压到TL431的可调到范围内,再由电阻R26和R29分压后连接到TL431的REF端,其正常工作电压等于其内部基准电压UREF,则输出电压由电阻R30和R31分压比决定。输出电压的计算公式:

Uo=UREF(1+R25/R29)

通过调压电阻R26和R29的分压比就能够改变输出电压。当电网电压或者输出负载变化引起输出电压Uo升高时,TL431的REF端电压将会随之改变,进而使线性光藕PC817的二极管的工作电流IF变大,从而使线性光耦PC817的三极管的集电极电流Ic变大,最后通过线性光耦PC817的集电极连接的PWM控制电路来调节占空比D,使占空比D减小,进而使Uo减小,最终保持Uo不变。电路中R33是线性光耦PC817的二极管的限流电阻,R34为TL431的偏置电阻,使TL431流过合适的工作电流,改善其稳定性能。C27、R28和C19为环路补偿网络,可防止稳定环路产生振荡。

4 结语

论文从主电路的选择到小功率铅酸蓄电池充电电源主电路参数的设计,通过理论的计算到实际电路的取值,对电路进行了优化,提高了变换器的效率。

【参考文献】

【1】张建,王建冈.电动汽车用高效率DC/DC电源变换器设计[J].现代仪器,2012,18(6):51-54.

篇7

关键词:TCA785,调压调功,感性元件,感应钎焊

 

1 引言

在感应钎焊过程中,为了适应负载随温度变化和加热工艺的需要,电源应能对负载功率调节。其中调功方式主要有以下几种:直流调压调功、移相调功、扫频调功和脉冲密度调功等。其中直流调压调功有以下特点:逆变器输出电压波形与负载无关,均为交变方波。在串联谐振负载下,利用锁相电路实现负载电流频率跟踪使负载始终工作在谐振状态,输出功率因数较高;逆变器中各个功率器件均在零电流方式下开通和关断,器件的开关损耗和应力都很小。其中调压调功电路采用晶闸管作为开关器件,利用相控方式调节输出电压。这种方式具有控制方便,价格便宜等特点,因而得到了广泛的应用。

2 直流调压调功电路的设计研究

目前国内外已经研制生产出多种用于晶闸管电路的集成触发器。其中TCA785集成触发器是由德国西门子公司研制生产的。它内部集成有同步检波、移相脉冲、过流过压保护等电路,是一种锯齿波移相触发器。与其它集成触发器相比,由它构成的晶闸管触发电路具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外部器件少、单一电源工作、调整方便等优点。论文参考网。本文所设计的直流调压调功具体电路如图1。

图1 直流调压调功电路图

图1中,220V交流电经过变压器T1、二极管D2、电容C1以及稳压管7815转变为+15V直流电,给该调压电路提供电源。TCA785的1和16端分别接地和+15V电源。5端是同步信号的输入端,该信号取自R6两端交流电压,同步信号经同步过零电路送至同步寄存齿波信号发生器,在每个正弦信号的过零点矩齿波发生器迅速放电并从0初始值开始充电,从而产生和同步交流信号一致的三角波,如图2。9端外接固定电阻R7和可变电阻RW1,10端外接电容C5,通过调节RW1可以调节锯齿波的斜率。6脚为脉冲封锁控制端,当检测负载电流过大时,通过控制辅助电路,使6端有由高电平变为低电平,封锁脉冲的输出,从而切断主电路,它是为系统过流过压或进行其它控制而设置的控制端。11脚外接控制电压,改变该控制电压可以控制触发脉冲的触发角在0-180°范围内移相,该控制电压可以有手工给定,也可以由PLC系统自动给出。论文参考网。12脚外接电容C4,可以控制触发脉冲的宽度。

图2同步交流信号和三角波

在一个周期内,TCA785的14和15端分别是正、负半周对应的脉冲输出端,如图3,图中“1”为触发脉冲,“2”为干扰信号。为保证在一个周期内正负半周均有输出,利用CD4017的或门逻辑电路,将14和15端输出脉冲或逻辑运算后,得到频率增加一倍的触发脉冲信号,如图4所示。再将该信号送到MC1413进行功率放大,以提供足够的功率触发脉冲来驱动整流模块,如图5,该信号电压为7.5V左右,持续时间约为75μs,可以满足整流模块的触发功率要求。

图314端对应的触发脉冲

图4或逻辑运算并功率放大后的触发脉冲

图5示波器时间轴调整后的触发脉冲

根据感应钎焊的使用要求,控制触发脉冲触发角的电压分手动和自动两种方式提供。手动控制方式的电压源来自于7810提供的+10V电压,调节RW3就得到所需的11脚控制电压。而自动控制方式时的控制电压源来自于PLC相关模拟端口的输出电压,该电压大小通过PLC的给定电压与所采集的负载电压大小的比较后得到的。脉冲变压器T2起到电气隔离的作用。

其中检测系统主要检测主电路电流,将检测电流转换为电压后,一方面给PLC自动控制系统提供采集电压,另方面给保护系统提供保护依据,当该电压大于设定保护电压时,就停止触发脉冲的输出,进而切断整个主电路。

3 直流调压调功电路使用中存在的问题

在该电路调试过程中,当晶闸管后边电路不存在滤波电感等感性元件时,整流后所得电压从零到最大值能够可靠调节。

而负载要求很平稳的直流电压,则需要在晶闸管后采用滤波环节,即电路中有较大电感。这时当电压调节到一定值时,会出现输出电压突然跳变为零的现象,使负载运行出现异常。如果该现象出现在感应钎焊电源中,则可能在钎焊尚未完成就停止加热,造成钎料熔化不完全,工件焊接质量不合格。

解决的办法是:首先测量出电压突变时TCA785的6端的电压U6,然后采取相应措施,比如串接分压电阻,使U6为6端电压的一端极限值,从而可以避免电压突变现象。论文参考网。

4 在感应钎焊电源中的应用

感应钎焊电源整体结构如图6。主要包括整流、滤波部分,逆变器部分,变压器部分,感应圈,调压部分以及控制部分等。主电路采取串联谐振电路,逆变部分采用半桥结构,逆变元件采用一个IGBT模块,整流部分采用的是半控晶闸管整流器件,触发脉冲通过控制其导通角的大小可以得到幅值大小变化的直流电压并供给其后的逆变环节,从而改变逆变器输出功率。

图6 感应钎焊机整体结构框图

图中直流调压调功方框内就是前面所设计电路,要想检测其功能是否正常,可以通过测量主电路中变压器原边电压或者副边电压波形加以判断。调节图1中TCA785的6端电压,测得其中两组对应的波形分别如图7和图8。图7中电压为50V且很平稳,电流较小,而图8中电压为100V左右且较平稳,电流较大。根据电流波形可以看出,两种电压下电路都可以起振并正常工作。所以所设计的直流调压调功电路可以进行电压调节且所得电压比较平稳,感应钎焊电路能够可靠起振,满足了对不同负载进行感应钎焊的要求。

图7 电压为50伏的电压和电流波形图

图8 电压为115伏的电压和电流波形图

5 结论

本文设计了一种直流调压调功电路,可以使所得电压从零到最大值之间连续稳定变化,不仅满足手动调节模式,也可以和PLC系统配合进行自动调节,并具有可靠的保护功能和相关的控制功能。通过试验,该电路已成功应用于感应钎焊电源之中,使其可以稳定起振,对于不同负载进行功率调节,可靠保证了逆变部分的IGBT元件,具有一定的实用价值和经济价值。

参考文献

[1] 潘天明.现代感应加热装置[M]. 北京:冶金工业出版社,1996,1-135

[2] 林渭勋.现代电力电子电路[M]. 杭州:浙江大学出版社,2002,34-35

[3] 张智娟,侯立群. 电力电子技术在感应加热电源中的应用[J].应用能源技术.2000,(5):41-43

[4] 龙飞,李晓帆,蔡志开等. TCA785移相控制芯片应用方法的改进[J]. 国外电子元器件. 2004,(3):25-28

篇8

关键词:变压器,过电压,保护措施

 

变压器运行时,如果电压超过它的最大允许工作电压,称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害,甚至使绝缘击穿。过电压分为内部过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压(外部过电压);当变压器或线路上的开关合闸或拉闸时,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为内部过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。科技论文。内部过电压一般为额定电压的3.0-4.5倍,而大气过电压数值很高,可达额定电压的8-12倍,并且绕组中电压分布极不均匀,端头部分线匝受到的电压很高。因此,必须采取必要的措施,防止过电压的发生和进行有效的保护。

过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况,一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕之间的绝缘(这些绝缘称为纵绝缘)击穿。由于过电压时间极短,电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成,因而具有高频振荡的特性,其频率可达100kHZ以上。在正常运行时,电网的频率是50HZ,变压器的容抗很大,而感扩ωL很小,因此可以忽略电容的影响,认为电流完全从绕组内部流过。但对高频过电压波来说,变压器的容抗变成很小,而感抗变成很大,此时电流主要由电容流过,所以必须考虑电容的影响。科技论文。考虑电容影响后,变压器的分布参数电路(见后面图1)。

其中:CFe——绕组每单位长度上的对地电容;C’——高低压绕组之间每单位长度上的电容;Ct——绕组每单位长度上的匝间电容;L’——过电压时绕组每单位长度上的漏电感;R’——绕组每单位长度上的电阻。

下面简单说明两种不同类型过电压产生的原因:

1.内部过电压我市电网中,绝大多数是降压变压器,下面就以降压变压器空载拉闸为例说明内部电压产生的原因

根据变压器参数的折算法可知,把二次侧(低压侧)电容折算到一次侧(高压侧)时,电容折算值为实际值的(1/K2)倍,所以二次侧电容的影响可以略去不计。这就是说,空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说,由于每单位长度上的对地电容CFe是并联的,故对地总电容为CFe=ΣCFe由于一次侧单位长度上的匝间电容Ct是串联的,故它的匝间总电容为Ct=1/(Σ1/Ct)在电力变压器中,通常CFe>>Ct,所以定性分析时,匝间电容的影响也可略去不计。当再忽略绕组电阻R1时,可得空载拉闸过电压时的简化等效电路(见后面图2):其中L1是一次绕组的全自感。把空载变压器从电网上拉闸时,如果空载电流的瞬时值不等于零而是某一数值Ia,这时相应的外施电压瞬时值为Ua。于是在拉闸瞬间,电感L1中储藏的磁场能量为1/2L1i2a,电容CFe上储藏的电场能量为1/2CFeU2a。由于这时变压器的电路是由电感L1和电容CFe并联的电路,故在拉闸瞬间,回路内将发生电磁振荡过程。在振荡过程中,当某一瞬间电流等于零时,此时磁场能量全部转化为电场能量,由电容吸收,电容上的电压便升高到最大值Ucmax。当不考虑能量损失时,根据能量守恒原理有CFeU2cmax= L1i2a+CFeU2a故得上式表明,当拉闸电流和电容上的电压一定时,绕组的电感愈大,对地电容愈小,则拉闸时过电压愈高。电力系统中,拉闸过电压通常不超过额定电压的3.0-4.5倍。

2.大气过电压大气过电压是输电线路直接遭受雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的

当输电线路直接遭受雷击时,雷云所带的大量电荷(设为正电荷)通过放电渠道落到输电线上,大量的自由电荷向输电线路的两端传播,就在输电线上引起冲击过电压波,称为雷电波。雷电波向输电线两端传播的速度接近于光速,持续的时间只有几十微秒,电压由零上升到最大值的时间只有几微秒。雷电波的典型波形为曲线由零上升到最大值这一段称为波头,下降部分称为波尾。如果把波头所占时间看成是周期波的四分之一周期,则雷电波可看成是频率极高的周期性波。这样,当过电压波到达变压器出线端时,相当于给变压器加上了一个频率极高的高电压。这一瞬变过程很快,一开始,由于高频下,ωL很大的,1/ωC很小,电流只从高压绕组的匝电容和对地电容中流过。由于低压绕组靠近铁心,它的对地电容很大,(即容抗很小),可近似地认为低压绕组接地。科技论文。可雷电波袭击时,沿绕组高度上的电压分布取决于匝间电容Ct和对电容CFe的比例。在一般情况下,由于两种电容都存在,过电压时,一部分电流由对地电容分流,故每个匝间电容流的电流不相等,上面的匝间电容流过的电流最大愈往下面则愈小,随着电压沿绕组高度的分布变为不均匀,见下图:(图3是过电压波加在变压器两端的电压)从图中可见,起始电压分布很不均匀,靠近输电线A端的头几匝间出现很大的电压梯度,因此,在头几个线匝里,匝间绝缘和线饼之间的绝缘都受到很大的威胁,这时最高匝间电压可能高达额定电压的50-200倍。

3.过电压保护为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿,必须采取适当的过电压保护措施,目前主要采用下列措施

3.1避雷器保护

在变压器的出线端装设避雷器,当雷电波从输电线侵入时,避雷器的保护间隙被击穿,过电压波对地放电,这样雷电波就不会侵入变压器,从而保护了变压器。

3.2加强绝缘

除了加强变压器高压绕组对地绝缘外,针对雷电波作用的特性,还要加强首端及末端部分线匝的绝缘,以承受由于起始电压分布不均匀而出现的较高的匝间电压。这种方法效果有限,而且加厚绝缘使散热困难,同时减少了匝间电容,增大了匝间电压梯度。目前只在35kV及以下的变压器中采用。

3.3增大匝间电容

匝间电容相对于对地电容愈大时,则电压的起始分布愈均匀,电压梯度越小,因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。过去常采用加装静电板或静电屏的方法,现在在110kV以上的高压变压器上,广泛采用纠结式线圈。纠结式线圈制造工艺简单,不增加材料,与连续式线圈相比能显著增大匝间电容,所以现在高压大型电力变压器的高压绕组大多数采用了这种绕线法。结束语造成变压器过电压的原因多种多样,针对不同的过电压,有不同的过电压保护措施。在实际工作中,我们应进行经济上和技术上的全面研究,选择有效的过电压保护措施,确保变压器的安全稳定运行。

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