某型消磁設備關于輸入缺相時無電流輸出改進設計

徐 杰

某型消磁設備關于輸入缺相時無電流輸出改進設計

徐 杰

(海軍駐桂林地區軍事代表室，廣西 桂林 541002)

針對某型艦消磁設備在三相輸入電源缺相時，消磁設備自動保護，電源模塊停止輸出的問題，指出了原設計電路上的不足，并加以改進。改進電路經實驗室驗證后，達到設計要求。

消磁設備 缺相

0 引言

某新型消磁設備，屬新研制的最新一代智能型消磁設備，但在初次裝艦后的實船實驗過程中，當三相輸入電源缺相時，消磁設備自動保護，電源模塊停止輸出[1,2]。

1 原因分析

輸入缺相時電源模塊缺相保護電路和欠壓保護電路一起動作。欠壓保護電路動作后模塊停止輸出[3-7]。過、欠壓取樣電路和保護電路的原理圖如圖1和圖2所示：

圖1的工作原理：Vab、Vbc、Vca為三相電源的輸入，經過三相半波整流后，電阻分壓到設定值，AC-SAMP取樣為平均值信號；

圖2的工作原理：當AC-SAMP取樣信號比D4B的5腳的電壓低，D4B比較器7腳輸出高電平，欠壓保護電路動作。當AC-SAMP取樣信號比D4A的2腳的電壓高，D4A比較器1腳輸出高電平，過壓保護電路動作。

當輸入電源缺相時，欠壓保護電路動作，故電源沒有輸出。

用示波器CH2 檢測交流輸入波形，CH1檢測D4的7腳欠壓告警信號。

圖3是輸入正常到缺相情況：輸入缺相后，延遲100ms產生告警信號，從正常低電平到告警高電平，故缺相后，欠壓保護電路也動作了，所以電源模塊沒有輸出。圖4是輸入缺相到正常情況：輸入恢復正常后，延遲300 ms產生正常信號，從告警高電平恢復到正常低電平。

2 改進方案

2.1硬件整改

原理說明：如圖5在半波整流二極管負極對地增加一個電容C101（0.22 μF/1200 V），AC-SAMP由平均值取樣變為峰值取樣[8-10]，目的是在缺相時AC-SAMP取樣信號電壓變化很小，欠壓保護電路不動作，保證缺相時，只有模塊的缺相電路動作，模塊降額輸出。

用示波器CH2檢測交流輸入波形，CH1檢測D4的7腳欠壓告警信號。

圖6是輸入正常情況：輸入正常時，D4的7腳輸出低電平，模塊工作正常。

圖7是輸入缺相情況：輸入缺相時，D4的7腳還是輸出低電平，欠壓電路不再動作，缺相電路動作，模塊降額輸出。

采用峰值取樣后，電路過欠壓點變動（正常欠壓點：320 V，過壓點：430 V），需重新調整過欠壓點，如圖2.5在R12兩端并一個200 k電阻，過欠壓點恢復正常。此更改不影響其它性能指標。

缺相后消磁電源模塊能實現降額輸出，正常輸入時消磁電源模塊滿載輸出20 A，當輸入缺相時電源模塊告警燈亮，單臺電源模塊自動降額輸出14.5±1 A，295±5 V。電源模塊能實現缺相后有50%輸出的要求，硬件實現門限保護（需更改R71，并上36 k電阻）。

2.2軟件整改

當電源系統缺相時，監控模塊缺相檢測電路反饋缺相信號給單片機，軟件根據“缺相”有效信號調整電流給定K值為原正常狀態下的0.71倍，從而使各消磁模塊降低電流輸出，達到缺相時電源系統限制功率50%輸出。當電源系統恢復正常供電時，電源系統電流輸出按原電流給定信號輸出電流，軟件不進行電流給定K值調整。此項軟件修改，不影響原有的邏輯功能。

在電源模塊上實際整改效果如圖8、圖9所示，圖中框出部分為增加元器件。

圖8 整改實物圖

圖9 整改實物圖

3 試驗驗證

驗證方法及要求：電源模塊在5+0模式下，控制信號分別為1 V、4 V、8 V時，輸入電源由三相輸入變到缺相狀態時，輸出電流由正常輸出下降到原值的0.71倍。

驗證結果如下：

另外我們還對欠壓保護進行了驗證。當欠壓至318 V時缺相指示報警，欠壓至316 V時欠壓指示報警。

4 結論

針對某型艦消磁設備在三相輸入電源缺相時，消磁設備自動保護，電源模塊停止輸出的問題，本文通過增加電容的硬件整改和軟件整改方法，當缺相時，電源模塊硬件實現門限保護，監控模塊軟件部分實現降額輸出，最終實現最大輸出功率限制在總功率的50%，符合降額輸出要求。

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Ameliorating Design of Degaussing Equipment without Output Current

Xu Jie

(Naval Representatives Office in Guilin, Guilin 541002, Guangxi, China)

TN702

A

1003-4862（2018）01-0030-03

2017-10-15

徐杰(1982-)，男，碩士，工程師。研究方向：電子技術。