一个经典电磁阀驱动电路的改进

一个经典电磁阀驱动电路的改进 》 》 电工研究 一个经典电磁阀驱动电路的改进 上海空间推进研究所 钱祎凯 张智敏【摘要】本文介绍了一种新型的电磁阀驱动电路，该电路的电流采集由采样电阻改为霍尔电流传感器，增加了光耦隔离模块，用场效应管代替了原电路中的三极管。该电路具有可靠性高、电流采集精度高、响应速度快等优点。【关键词】电磁阀驱动电路;霍尔电流传感器;光耦隔离模块;场效应管 1.引言 信号容易受到干扰。 随着航天事业的日益发展，发动机的型 3采样电阻串联回路内对整个测控系号研制也呈现了多元化趋势，日常的试车任 统来说，压降偏大，不适合远距离传输。务数量也成倍的增加，所以如何提高试车成 4T2三极管的过载能力较差。功率和质量成为了测控的工作重点与难点。 3.电磁阀驱动电路的改进在日常试车任务中发现，由于原先电磁阀功 3.1 功放电路中的电流采集改为霍尔电率驱动模块的功能受原先技术水平的限制， 流传感器导致的试车不完全成功案例有所发生。因此 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种结合实际使用环境，采用了一些目前较为先 磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，进的技术重新设计并制作了电磁阀功率放大 1855—1938于模块，经过大量的测试和实际数据验证后这一现象是霍尔A.H.Hall， 表 1879年在研究金属的导电机构时发现的。后 图1 功率放大器原理图主要部分明，所设计的电路成品完全符合预先设定的 来发现半导体、导电流体等也有这种效应，目标，为以后每一次的成功试车打下了坚实 而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这 3.2 增加光耦隔离模块的基础。 现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工 为避免数模地之间的干扰，电路增加了 2.电磁阀驱动电路 业自动化技术、检测技术及信息处理等方 光耦隔离模块。 2.1 控制通道的组成 面。 光耦的作用是保护试验控制设备，如 控制通道主要有计算机，执行器，功 在半导体薄片两端通以控制电流I，并 plc避免强电导致plc损坏。率放大器，和负载组成。其中计算机的作用 在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀 在电子电路系统中，不可避免地存在是试车指令程序的编写，下传，试车实时监 强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上， 各种各样的干扰信号，若电路的抗干扰能力控。执行器的作用是接收试车指令程序，根 将产生电势差为UH的霍尔电压。根据霍尔效 差将导致测量、控制准确性的降低，甚至产据程序输出信号。 应，人们用半导体 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 制成的元件叫霍尔元 生误动作，从而带来破坏性的后果。因此， 执行器一般输出功率较小，需要增加一 件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积 若硬件上采用一些设计技术，破坏干扰信号个驱动模块对输出信号进行放大，原先电磁 小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿 进入测控系统的途径，可有效地提高系统的阀驱动电路采用了两个三极管的经典线路， 命长等优点，因此，在测量、自动化、计算 抗干扰能力。事实证明，采用隔离技术是一控制回路中串联一个电阻，其电压与线路电 机和信息技术等领域得到广泛的应用。 种简便且行之有效的方法。隔离技术是破坏流成正比，将此信号接人测量仪器就可以采 由于通电螺线管内部存在磁场，其大小 “地”干扰途径的抗干扰方法，硬件上常用集控制回路的电流了。其控制部分的参考电 与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传 光电耦合器件实现电?光?电的隔离，它能路图如图1。 感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大 有效地破坏干扰信号的进入，可靠地实现信 2.2 经典电磁阀驱动电路的特点 小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传 号的隔离，并容易构成各种功能状态。 该经典电磁阀驱动电路具有很好的性 感器。其优点是不与被测电路发生电接触， 光耦合器的主要优点是:信号单向传能价格比，其价格 较为低廉，经长期使用， 不影响被测电路，不消耗被测电源的功率， 输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，其性能表现也较为可靠，并且其响应速度很 特别适合于大电流传感。 输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，快，又易于维修。 功放电路中的电流采集改为霍尔电流传 工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率 但该经典电磁阀驱动电路也有不足的地 感器，根据霍尔电流传感器的原理，采集电 高。光耦合器现已广泛用于电气绝缘、电平方，主要表现在以下几个方面: 流时不存在串联的阻抗问题，所以这样采集 转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩 1采样电阻的功率和阻值选取较困 到的电磁阀电流为真实的电磁阀工作电流， 波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、难。 相比之前驱动电路，大幅提高了试验时数据 脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传 2控制和电流采集之间无隔离，采集 的准确性和可靠性。 输、脉冲放大、固态继电器SSR、仪器仪 2.5 了解电气设备 进行如空调机制冷、温度控制范围、安全 3.结束语 电气工程管理人员应对工艺设备有一定 保护等指标需逐项检查、试验特别是有关 随着人们生活水平的提高，电气安装工的了解特别是对其安装的环境条件的要求 安全的各种控制、操作设备一定要反复实 程的要求也越来越高，它不仅要满足照明、在施工阶段电气工程管理人员要和使用单位 验使其达到设计要求设备调试过程是电气 家电用电量、安全用电等需要，而更注重其人员密切配合及时发现设计时未考虑到、 专业人员和各专业管理及使用单位密切配合 美观、适用、方便的使用效果。要加强对建审图时没有发现的一些不符合使用要求的现 对本项工程进行最后检验的关键性工作决 设工程的电气部分管理那种认为只有主体象及时纠正修改。 不能仅由调试单位进行要请使用部门的有 结构、装修才是主项的观念是绝对错误的 2.6 进行设备调试、保证使用功能 关人员参加调试一方面可以监督检查设备 一项工程如电气工程质量存在若干问题或隐 调试是对前述大量工作的一次检查。 的安装质量和设备的内在质量另一方面通 患设备不能正常稳定运行且可能造成重大电通灯亮是调试的第一项工作配电箱柜要 过参加调试为今后的使用管理打下基础调 事故这个分项工程就是不合格工程在现代做好标签明确控制对象设备调试要按产品 试完成后还要经过时效考验稳定可靠后才 科学技术发展迅猛的今天重视电气工程的 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 和设计图纸要求对其性能指标逐项 能交付使用单位。 管理是非常必要的。-54- /2012.05/ 电工研究 》 》 表1 两种电磁阀驱动模块的优缺点对比 3电源利用率高; 响应速度 采集电流精度 可靠性 信号传输距离 价格 4驱动负载能力强; 原驱动电路 5毫秒 1 一般 较近 低廉 5场效应管更好的热稳定性，抗辐射 改进后的驱动电路 5毫秒 0.1 高 适合远距离传输 一般 性和较低噪声;表、通信设备及微机接口中。在单片开关电 合器件的输入回路和输出回路之间可以承受 6转换速率较高，高频特性好。源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电 几千伏的高压。 3.4 控制输出保护路，通过调节控制端电流来改变占空比，达 4光电耦合器的响应速度极快，其响 在日常试车任务中曾发现由于电磁阀驱到精密稳压目的。 应延迟时间只有10μs左右，适于对响应速 动电路的设计问题，导致了2次点火失败。 光电耦合器之所以在传输信号的同时能 度要求很高的场合。 经事后查明，原驱动电路采用了2级放大模有效地抑制尖脉冲和各种噪声干扰，使通道 3.3 采用场效应管 式，试车期间，由于第1级功率放大模块的上的信噪比大为提高，主要有以下几方面的 为了提高电路带负载能力，将原先功放 末端有异常输出信号，导致了2级功率放大原因: 板上的晶体三极管由大功率场效 应管代替。 模块的门电路得到信号而误开启电磁阀。而 1光电耦合器的输入阻抗很小，只有 场场效应管与晶体管比较有以下区别。 如今的设计完全避免了此类事件的再次发几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，据分压原 效应管控制工作电流的原理与普通晶体 生，采用了直接1级功率放大模块，在门电理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送 管完全不一样，要比普通晶体管简单得多， 路没有信号的情况下，不会产生令电磁阀误到光电耦合器输入端的噪声电压会很小，只 场效应管只是单纯地利用外加的输入信号以 动作的输出信号，从而保证了试车的正常运能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量 改变半导体的电阻，实际上是改变工作电流 行。而不能使二极管发光，从而被抑制掉了。 流通的通道大小，而晶体管是利用加在发射 3.5 电路线路图 2光电耦合器的输入回路与输出回路 结上的信号电压以改变流经发射结的结电 电路经过重新排版并且增加了采集模块之间没有电气联系，也没有共地;发光管和 流，还包括少数载流子渡越基区后进入集电 的电磁屏蔽，尽量减少回路环的面积，增加受光器之间的耦合电容很小2pF以内的分 区等极为复杂的作用过程。场效应管的独特 接地环路的线宽，有效的降低了系统的耦合布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路 而简单的作用原理赋予了场效应管许多优良 噪声和系统对采集系统的干扰，电磁阀驱动一边的各种干扰噪声都很难通过光电耦合器 的性能。 电路参考线路图见图2。馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰 场效应管功放优点: 4.调试结果与 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 信号的产生。 1内阻低，高输入阻抗容易驱动，输 4.1 光电耦合器可起到很好的安全保障 入阻抗随频率的变化比较小; 电路调试结果 3 经过重新排版后，经几次调试后得作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入 2输入结电容小反馈电容，输出端 出了较满意的结果。功放电路中的电流经计信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦 负载的变化对输入端影响小; 算机采集，其主要特性图如3-1、3-2、3-3 图2 电磁阀驱动电路参考线路图主要部分 图3-1 脉冲曲线 图3-2 稳态曲线 图3-3 电磁阀开启反电势曲线 /2012.05 -55- 》 》 电工研究 电力电缆故障测寻方法的探讨 三峡电力职业学院动力工程学院 汪 敏【摘要】随着电力应用的不断发展，各式各样的电力电缆已经应用到生活及工作领域的方方面面。相应的电缆故障率也随着使用年限等上升，造成停电事故和巨大的经济损失，由于电缆在施工过程中一般都被埋入地下或水下，因此电缆故障存在很大的隐蔽性。如何快速、准确地测寻故障点并采取相应的排除故障措施成为电缆运维人员亟待解决的核心问题之一。本文从分析电缆故障产生的原因及故障类型入手、结合实际问题着重论述了故障点的定位探测常用方法，并突出介绍了电缆故障状态监测的新技术等，期盼对电缆运行检测工作提供一定参考帮助。【关键词】电力电缆;故障测寻;状态监测 1.引言 头密封不好，容易导致电缆头进水;屏蔽带 随着国家城市电网改造工作的开展以 处理不当，导体连接不良、内绝缘放电长度及城镇的发展和城市环境美化的需要，用电 不够，以及选用的材料不当、电场分布考虑量越来越大，由于架空线受到城市地面、空 不得当、工艺要求不严格或未按 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 进行、间、环境保护、安全及美观的限制，电力电 机械强度的裕度不够等，都会导致电缆发生缆逐步取代了架空线输送电能。很多城市都 故障。基本实现了市内无塔杆的目标，建立了良好 (3)电缆本体质量问题，由于铜价不的居住和投资环境。但是，电力电缆多是埋 断攀升，不少厂家为降低成本，尽量在生产在地下的，无论是在电缆施工还是在生产运 过程中采取 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的负公差，降低了安全系行中，都会出现故障，一旦故障发生， 查找 数，可能导致电缆本体缺陷。另外，电缆绝起来就很困难，往往需要花费数个小时，有 缘受潮、老化，护层腐蚀也是间接影响故障时候甚至是好几天的时间，这样势必浪费大 的源头。量的人力、物力和财力，同时会对社会、经 (4)电缆的运行维护问题。电缆长期 图1 电桥实物图济生活的正常运行造成影响。因此快速、准 在电和热的作用下运行，其物理性能会发生 3)泄漏性故障，是高阻故障的一种极确地测寻到电缆故障点具有重要意义。 变化，各部件发热、过载或散热不良，电缆 端形式。在电缆进行预防性试验时，泄漏电 电力电缆故障探测是一项技术性比较强 容易出现热击穿及过热使电缆线芯烧断等故 流随试验电压的升高而增加，且超过允许的工作，需要测试人员很好的掌握探测的原 障。长期过负荷运行，还会造成绝缘干枯、 值，此时试验电压达到额定试验电压值，这理和方法，并具有一定的工作经验。对电力 脆化，导致绝缘强度降低或介质损耗增大， 种情况称为泄漏性故障。电缆故障，采用常规的预防性试验方法进行 最终引起绝缘层击穿，同时使电缆寿命缩 4)电缆两芯或三芯接地而发生的故诊断难以奏效时，必须采用专门的仪器和方 短。 障，称为短路故障，可分为低阻短路故障和法进行诊断。主要步骤是:判断故障性质; 2.2 电力电缆故障的分类 高阻短路故障，划分原则与上述相同。短路选择相应的方法进行粗测;精确测定故障 按故障发生的直接原因，可将电力电 故障，通常是由于电缆绝缘被击穿而引起点。 缆故障分为试验击穿故障和运行中发生的故 的。 2.电缆故障的原因和分类 障。 5)闪络性故障及封闭性故障，主要是 2.1 电 1)试验击穿故障。在试验过程中发 在进行预防性试验时力电缆发生故障的原因 ( 发生的两类故障，并多 通过查阅很多供电公司的电缆故障统计 生击穿的故障，其性质比较单纯，通常是一 数出现在电缆终端或中间接头内，尤其是封数据发现，电力电缆常见的故障主要原因如 相接地或两相接地，很少有三相同时接地或 闭性故障多数发生在注油的电缆头内。在电下: 短路的情况，更不会出现断线故障。 缆进行预试时，泄漏电流突然增大并迅速产 (1)机械损伤，指电缆受外力作用造 (2)运行中的电缆故障 生闪络击穿，发生绝缘被击穿后又恢复正成的损伤，包括交通运输和施工的损坏，电 1)低阻故障，电缆一芯或数芯对地绝 常，有时连续击穿，有时隔数秒或数分钟后缆敷设及附件安装过程中造成损坏和自然力 缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于10Zc 再击穿，这类故障称为闪络性故障。具有闪造成损坏;震动引起铅护套的疲劳损坏，摩 (Zc为电缆特性阻抗，一般不超过40Ω)而 络性故障隐患的电缆，短期内在较低电压下擦龟裂、弯曲过度、地质下沉承受过大的拉 导体连续性能良好者称之为低阻故障。 其闪络击穿的现象可能会完全停止并显现较力造成的损伤;进而引起短路跳闸或伤及绝 2)高阻故障，电缆一芯或数芯对地绝 好的电气性能。击穿后，待绝缘恢复，击穿缘，留下故障隐患。 缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻低于正常值 现象完全停止的故障，称为封闭性故障。 (2)设计和制作工艺问题。指中间接 很多，但高于10 Zc，而导体连续性能良好 6)具有上述两种或两种以上的故障，头和终端头的防水层设计不够严密，电缆接 者称之为高阻故障。 称为混合故障。 与3-4。 了驱动电路的可靠性。 4.2 总结 改进后的驱动电路有以下特点: 参考文献 1张智敏何唯中.基于Lab Windows/CVI的通道隔离系 1采用了串联回路的霍尔电流传感器 统J.空间推进:上海空间推进研究所2010. 就不存在.