兰州理工大学毕业设计说明书
由单片机输出的脉冲来控制晶闸管的控制级,其脉冲必须和晶闸管所承受的电源电压同步,因此必须在交流电源的每一个周期产生一个同步基准信号。
2.2.5.3设计思想
三相全控桥式整流的控制,当A、C相线电压正半周过零时,正好是C相切换到A相的换相点,以此作为基准,进行控制触发。在t1区间,开通VT1和VT5,在t2区间开通VT1和VT6,在t3区间开通VT2和VT6,在t4区间开通VT2和VT4,在t5区间开通VT3和VT4,t6区间开通VT3和VT5。三相全控整流电路可采用三种触发方式,第一种为绝对触发方式,用六个同步信号来分别控制触发时间,如图2-8所示,显然触发精度高,调整频率为300次/秒。
第二种为部分相对触发方式,用三个同步信号来控制触发时间,如图2-9所示。同步信号1到,延时后触发VT1.5,之后延时3.33ms再触发下一组晶闸管。同步信号2到,延时后触发VT2.6,之后延时3.33ms再触发下一组晶闸管,同步信号3到,延时后触发VT3.4,再延时3.33ms触发最后一
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组晶闸管,不断循环。这种触发方式可以每隔60°调整一次触发时间,调整频率为150次/秒。
还有一种为完全相对触发方式。如图2-10所示,仅用一个同步信号,调整第一个触发脉冲的时间,之后五个触发脉冲均相对前一个脉冲延时3.33ms,调整触发时间的频率为50次砂。由于前两种方式采用多个同步信号,在硬件上要占很大空间,所以我们选用第三种完全相对触发方式,节省了硬件资源。
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三相桥式可控整流电路要求双窄脉冲触发。控制角。设定在A相和c相电压相交点为α=0,对线电压Uac,由负半周到正半周过零点正是处在α=0时刻(如图2-11)。我们选Uac这个过零点,为触发脉冲的基准点。
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为保证双窄脉冲触发,利用从单片机的P2.0-P2.5位输出脉冲触发图2-7桥式可控整流电路中的对应VT1-VT6晶闸管,其触发脉冲顺序如图对应控制字如表1所示。
表一 触发晶闸管21H 03H 06H 0cH 18H 30H 脉冲 触发控制字 在三相桥式全控整流电路中,6个晶闸管导通顺序是:
6、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6
每隔60°有一管换相。即每隔20/6ms=10/3ms时间触发一次。
当每周期同步信号到来时,引起INTl同步中断,执行中断程序,把所算得的控制角对应的时间置入定时器T0,T0计时溢出时执行中断程序,从单片机发生外部中断,装入第一组脉冲控制字,即发出第一组触发脉冲控制字21H以触发相应的晶闸管,然后将60°相应的时间置入从单片机的T0,启动T0,当溢出时发出第二组触发脉冲控制字03H,然后再将60°相应的时间置入T0,启动T0。当溢出时发出第三组触发脉冲控制字
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06H??直到发完第六对触发脉冲控制字30H为止,然后主单片机再等待下一周期的同步信号的到来。
2.2.4.4触发脉冲的要求
(1)触发脉冲须具备足够的功率,使晶闸管元件可靠的导通,并且要有一定的裕量。
(2)触发脉冲的上升前沿要陡,它的上升时间一般在1Ous左右。触发脉冲要有一定的宽度。在励磁调节器中,由于晶闸管主电路中具有较大的电感负载,触发脉冲更应加宽。因为在大电感负载情况下,晶闸管的导通电流由零逐渐上升,如果电流未上升到擎住电流就消失,晶闸管又会重新关断。一般脉冲宽度不小于100us,通常为1ms,对三相桥式全控整流电路,要求触发脉冲宽度大于600或者用双窄脉冲触发,在本设计中我们采用双脉冲触发。
(3)触发单元与主电路应互相隔离以保证安全,本设计采用脉冲变压器隔离。
2.2.6功率驱动电路
功率驱动电路将从单片机发出的控制命令字进行功率放大,经过隔离变压器按顺序触发可控硅。其电路原理图如2-13所示。功率驱动电路采用励磁变压器,实现了单片机与励磁回路的隔离,同时也起到了脉冲放大的作用。
图2-13 脉冲驱动电路
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