PSM 100KW發(fā)射機馬達電源板的改進

郭興安

摘 要：PSM 100kW發(fā)射機在自動化改造后的馬達電源板在原有的設(shè)計上存在一定的缺陷，只考慮了設(shè)備正常的工作條件，而沒有考慮負載發(fā)生異態(tài)時的工作狀態(tài)，在電路上沒有設(shè)計過流保護功能，在實際運行當中當負載短路時經(jīng)常性的損壞電源板。為了更好的穩(wěn)定發(fā)射機讓元器件運行在安全狀態(tài)，減少發(fā)射機的停播，對原有的馬達驅(qū)動板電路增加了過流保護的設(shè)計，在負載短路的情況下快速切斷，有效的避免了電源板的燒毀，有利于安全播出。

關(guān)鍵詞：馬達電源板 過流保護

中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0046-02

100kW發(fā)射機在自動化改造后的馬達電源板，為發(fā)射機調(diào)諧控制系統(tǒng)提供+15V和-15V電源。但是，此電源板沒有過流短路保護功能。在實際的應(yīng)用中，當馬達電源板回路出現(xiàn)過流或短路故障時，引起以下問題：損壞馬達電源板；馬達驅(qū)動板長時間工作在大電流輸出狀態(tài)，導致馬達驅(qū)動板損壞；馬達電源板提供+15V和-15V兩路電源，通常馬達電源板損壞情況為一路電源損壞，而另一路正常供電。在調(diào)諧控制系統(tǒng)中，這樣的情況使馬達驅(qū)動板持續(xù)輸出+28V或-28V電源，伺服馬達一直向一個方向轉(zhuǎn)動，直到限位。在限位保護失靈時，損壞電容，電感，伺服馬達等器件。因此，我們對馬達電源板進行改進。改進后的馬達電源板，能有效彌補未改進馬達電源板的不足，有效保護馬達電源板、馬達驅(qū)動板以及電容電感、伺服馬達等器件。

1 馬達電源板改進的思路

能實現(xiàn)馬達電源板過流、短路保護功能，同時能夠?qū)崿F(xiàn)當+15V電源或-15V電中的任一路出現(xiàn)過流或短路時，同時切斷+15V和-15V電源輸出，并且給出過流短路保護切斷指示?？梢杂行У谋苊怆娫窗鍩龤?，以及+15V和-15V兩路電源中，有一路過流短路損壞，而另一路供電，導致的發(fā)射機調(diào)諧控制系統(tǒng)問題。

如圖1所示，改進后的馬達電源板增加了過流取樣電路、過流判斷電路、過流保護電路以及指示電路幾個部分。過流取樣電路對電源板工作時的電流情況進行取樣。過流判斷電路判斷電源板工作電流是否大于設(shè)定值。當大于設(shè)定值時，發(fā)出過流信號給過流保護切斷執(zhí)行電路。過流保護切斷執(zhí)行電路在接收到過流信號后，同時切斷兩路電源供給，馬達電源板輸出電壓為零。指示電路給出電源板正常工作指示，以及過流切斷指示。

2 電路設(shè)計的分析

如圖2所示，為改進后馬達電源板原理圖。在圖中，+15V電源部分與-15V電源部分電路基本對稱。下面對+15V電源部分進行分析。

在電路中，R1、R2用來進行過流取樣。R2、R3、R7、U2組成過流判斷電路。K1、Q1、D2、D4組成過流保護電路，在過流時，執(zhí)行切斷功能。在工作時，+24V電壓通過R1、K1-13，11接點，送到U1，U1輸出+15V電壓，為調(diào)諧控制系統(tǒng)提供+15V電源。對過流信號的取樣，是通過R1、R2完成的。當電流變化時，電流在R1兩端形成的壓降也隨著變化，R2中心端的電壓也會發(fā)生變化。這樣就把電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，方便進行取樣。R3、R7組成分壓電路，R7上端的電壓經(jīng)R11送到比較器U2-3腳。R2中心端電壓，通過R4送到比較U2-2腳。U2-3腳處的電壓時固定的。當電路電流增大時，R1端壓降增大，K1-11腳處的電壓降低，導致R2中心端電壓降低，U2-2腳

電壓降低。電流增大到一定程度，導致U2-2腳電壓低于U2-3腳電壓時，U2-1腳輸出高電位+24V。這時，Q1、D4導通，K1線圈得電，K1動作，K1-13，11腳斷開，切斷了U1的電源供給，同時U1輸出電壓為0，停止向外供電。在K1-13，11斷開后，U2-2腳電壓通過R2拉到0。低于U2-3腳電壓，U2-1腳保持輸出高電位+24V，使得Q1、D4保持導通，繼電器K1線圈保持得電。當K1動作時，K1-4，8腳接通。因為K1-4接地，K2-1腳接-24V，這樣，D6導通，繼電器K2線圈得電動作，U2-4，6腳斷開，切斷-24V電壓到U3的通路，U3輸入電壓為0，所以輸出電壓為0，不能向外部提供-15V電壓，停止供電。

電流過流值的設(shè)置：調(diào)節(jié)電位器R2可以設(shè)置+15V電源的過流保護電流值。

調(diào)節(jié)電位器R13可以設(shè)置-15V電源的過流保護電流值。

在電源正常工作時，LED1為紅色發(fā)光二極管，發(fā)光，指示+15V電源工作正常。LED2為綠色發(fā)光二極管，發(fā)光，指示-15V電源工作正常。當出現(xiàn)過流或者短路，電路進行保護。此時，繼電器K1、K2同時動作，K1-9，11閉合，點亮黃色發(fā)光二極管LED3，指示電路過流。在過流短路切斷保護時，因停止+15V和-15V供電，LED1、LED2滅。

對于-15V電源的工作，及過流切斷保護，和+15V電源部分類似，在此不再贅述。

3 改進后馬達電源板具有的特點

（1）過流保護響應(yīng)快，為毫秒級。（2）電流過流值可以調(diào)節(jié)設(shè)置。（3）+15V或-15V有任一部分過流或短路時，+15V和-15V兩路同時切斷。（4）過流短路切斷指示。

改進后的馬達電源板實現(xiàn)了過流保護切斷功能，當過流時同時切斷兩路電源輸出，保證了馬達電源板、馬達驅(qū)動板以及電容電感等器件的安全。經(jīng)過上機使用取得了預(yù)期的效果。

參考文獻

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