某型消磁设备关于输入缺相时无电流输出改进设计

2018-03-16徐杰

船电技术 2018年1期

关键词：缺相消磁电源模块

徐杰

徐杰

(海军驻桂林地区军事代表室，广西桂林 541002)

针对某型舰消磁设备在三相输入电源缺相时，消磁设备自动保护，电源模块停止输出的问题，指出了原设计电路上的不足，并加以改进。改进电路经实验室验证后，达到设计要求。

消磁设备缺相

0 引言

某新型消磁设备，属新研制的最新一代智能型消磁设备，但在初次装舰后的实船实验过程中，当三相输入电源缺相时，消磁设备自动保护，电源模块停止输出[1,2]。

1 原因分析

输入缺相时电源模块缺相保护电路和欠压保护电路一起动作。欠压保护电路动作后模块停止输出[3-7]。过、欠压取样电路和保护电路的原理图如图1和图2所示：

图1的工作原理：Vab、Vbc、Vca为三相电源的输入，经过三相半波整流后，电阻分压到设定值，AC-SAMP取样为平均值信号；

图2的工作原理：当AC-SAMP取样信号比D4B的5脚的电压低，D4B比较器7脚输出高电平，欠压保护电路动作。当AC-SAMP取样信号比D4A的2脚的电压高，D4A比较器1脚输出高电平，过压保护电路动作。

当输入电源缺相时，欠压保护电路动作，故电源没有输出。

用示波器CH2 检测交流输入波形，CH1检测D4的7脚欠压告警信号。

图3是输入正常到缺相情况：输入缺相后，延迟100ms产生告警信号，从正常低电平到告警高电平，故缺相后，欠压保护电路也动作了，所以电源模块没有输出。图4是输入缺相到正常情况：输入恢复正常后，延迟300 ms产生正常信号，从告警高电平恢复到正常低电平。

2 改进方案

2.1硬件整改

原理说明：如图5在半波整流二极管负极对地增加一个电容C101（0.22 µF/1200 V），AC-SAMP由平均值取样变为峰值取样[8-10]，目的是在缺相时AC-SAMP取样信号电压变化很小，欠压保护电路不动作，保证缺相时，只有模块的缺相电路动作，模块降额输出。

用示波器CH2检测交流输入波形，CH1检测D4的7脚欠压告警信号。

图6是输入正常情况：输入正常时，D4的7脚输出低电平，模块工作正常。

图7是输入缺相情况：输入缺相时，D4的7脚还是输出低电平，欠压电路不再动作，缺相电路动作，模块降额输出。

采用峰值取样后，电路过欠压点变动（正常欠压点：320 V，过压点：430 V），需重新调整过欠压点，如图2.5在R12两端并一个200 k电阻，过欠压点恢复正常。此更改不影响其它性能指标。

缺相后消磁电源模块能实现降额输出，正常输入时消磁电源模块满载输出20 A，当输入缺相时电源模块告警灯亮，单台电源模块自动降额输出14.5±1 A，295±5 V。电源模块能实现缺相后有50%输出的要求，硬件实现门限保护（需更改R71，并上36 k电阻）。

2.2软件整改

当电源系统缺相时，监控模块缺相检测电路反馈缺相信号给单片机，软件根据“缺相”有效信号调整电流给定K值为原正常状态下的0.71倍，从而使各消磁模块降低电流输出，达到缺相时电源系统限制功率50%输出。当电源系统恢复正常供电时，电源系统电流输出按原电流给定信号输出电流，软件不进行电流给定K值调整。此项软件修改，不影响原有的逻辑功能。

在电源模块上实际整改效果如图8、图9所示，图中框出部分为增加元器件。