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公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 電源模塊的發(fā)展范文

電源模塊的發(fā)展精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的電源模塊的發(fā)展主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

電源模塊的發(fā)展

第1篇:電源模塊的發(fā)展范文

1.1交直流一體化電源系統(tǒng)的直流充電模塊

直流充電模塊主要包括蓄電池組、絕緣監(jiān)測、單元集中監(jiān)控、單元直流饋電、單元充電模塊、交流配電單元等共同組成。由于受到了開關(guān)器件性能的影響,因此每個開關(guān)電源模塊只有幾千瓦的最大輸出功率,然而在實踐中直流系統(tǒng)供電需要幾百千瓦。為此,必須要選擇并聯(lián)多個高頻開關(guān)電源模塊的方式確保充電機完成大功率的輸出,隔離變壓器由于高頻化因此具有更小的質(zhì)量和體積,這樣對模塊化的實現(xiàn)非常有利。除此之外,選擇軟開關(guān)技術(shù)可以使開關(guān)損耗得以大幅度減少,并且使變換效率得以提升。在直流系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測可以對正負母線對地的絕緣情況進行時刻監(jiān)視,如果正母線接地就有可能會導(dǎo)致出現(xiàn)保護的誤動作,如果系統(tǒng)在負母線接地的時候出現(xiàn)一點接地的現(xiàn)象,就會導(dǎo)致斷路器拒動[1]。

1.2交直流一體化電源系統(tǒng)的通信電源模塊

在常規(guī)變電站中通信電源往往都是獨立設(shè)置,從而將穩(wěn)定可靠的電源提供給運動裝置和融信設(shè)備。然而這種方式具有較高的設(shè)備投資、較大的占用空間等不足,而且其具有與站內(nèi)直流系統(tǒng)相類似的一些功能,無法使智能變電站網(wǎng)絡(luò)化、經(jīng)濟化以及簡約化的要求得到滿足。根據(jù)我國電網(wǎng)公司的最新規(guī)定,一些變電站必須要選擇使用交直流一體化電源系統(tǒng),不再單獨配置通信電源,也就是經(jīng)過DC/DC變換之后由直流系統(tǒng)向通信設(shè)備供電。在直流充電模塊中選擇冗余技術(shù)、均流技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、模塊化小型化等高頻開關(guān)電源技術(shù)在通信電源DC/DC變換器中同樣適用。

1.3交直流一體化電源系統(tǒng)的UPS電源模塊

在站用變壓器發(fā)生供電故障之后,UPS可以將可靠的電能提供給交換機、五防閉鎖機以及后臺監(jiān)控機等重要的負荷。在具體的運行過程中UPS存在著2路輸入電源,其在正常的時候經(jīng)整流、逆變將由交流輸入的電能提供給負載。如果中斷交流輸入,那么在經(jīng)過逆變后,將由直流輸入的電能提供給負載。在UPS中的逆變部分和整流部分仍然對高頻開關(guān)電源技術(shù)進行了應(yīng)用。除此之外,UPS的非常重要的發(fā)展方向就是冗余技術(shù)和模塊化[2]。

2交直流一體化電源系統(tǒng)均流技術(shù)和N+1冗余技術(shù)

UPS電源、通信電源和直流充電電源都選擇了冗余供電方式并聯(lián)N+1模塊化,N+1冗余技術(shù)由于高頻開關(guān)電源的模塊化、小型化和高頻化而得到了較快的發(fā)展。N+1冗余主要指的是選擇N個電源模塊并聯(lián)供電從而使全部負荷的電能需要得到充分的滿足,而要想使供電可靠性得以進一步提升,就需要再將一個電源模塊并聯(lián)進來,這樣剩下的N個模塊在其中的一個模塊發(fā)生故障之后人仍然可以使供電的要求得到滿足。相對于采用單臺電源供電的方式而言,采用這種方式具有更高的可靠性。同時,選擇熱插撥方式能夠在系統(tǒng)中隨時將故障電源模塊退出,這樣就確保維護檢修工作的方便性[3]。常用的高頻并聯(lián)電源模塊均流技術(shù)為:以輸出阻抗的大小為根據(jù)選擇均流技術(shù),采用這種方法具有較低的均流準(zhǔn)確性,主從均流技術(shù)一般需要將一個主模塊人為的確定下來,然后與其他的從模塊之間開展通信。而民主均流技術(shù)并聯(lián)運行的各個電源模塊中并非是人為事先設(shè)定主模塊,而是以哪個模塊具有最大的輸出電流為根據(jù)來確定,如果某模塊而具有最大的輸出電流那么其就屬于主模塊,而從模塊就是剩余的模塊,采用這種自動設(shè)定主模塊的方法就可以確保冗余設(shè)計的實現(xiàn)。

3結(jié)語

第2篇:電源模塊的發(fā)展范文

【關(guān)鍵詞】智能手機 電源模塊 設(shè)計管理

手機行業(yè)的發(fā)展變化可謂是日新月異,近年來肉眼可見的黑白屏到彩色屏、僅有通話功能到目前的各種實用應(yīng)用,都是智能手機功能進步的體現(xiàn)。然而這些復(fù)雜功能的實現(xiàn)都是需要穩(wěn)定的電源系統(tǒng)作為支持的,因此開展電源模塊的電壓以及效率設(shè)計管理是為智能手機的良好發(fā)展前景奠定基礎(chǔ)。

1 智能手機電源管理模塊的設(shè)計原則

智能手機的設(shè)計過程是設(shè)計師明確消費者對設(shè)備要求下進行的,因此需要從體積、重量、續(xù)航時間上等多方面進行詳細考慮。智能手機體積的縮小處理是針對系統(tǒng)集中功能和元件封裝技術(shù)的體現(xiàn),因此需要考慮到減小PCB板后產(chǎn)生的各種影響。在體積和重量都有限制的情況下,提高電池的容量和密度是最佳的創(chuàng)新選擇,同時注重電源系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)化頻率,也是處理續(xù)航時間的主要方案。由此可知,電源管理模塊的轉(zhuǎn)化率和能耗是手機改革重點,手機廠家需要從電能轉(zhuǎn)化的效率和電源的使用效率兩方面提高設(shè)備的科技含量,制造出具備高性價比和滿足消費者需求的優(yōu)勢產(chǎn)品。

2 智能手機電源管理模塊的設(shè)計分析

2.1 PMU

市面上很多電子產(chǎn)品需要根據(jù)實際功能調(diào)節(jié)出不同電壓的電源,也就意味著電池在供電的同時還需要根據(jù)芯片迅速轉(zhuǎn)換電壓,轉(zhuǎn)換期間的功率損耗也應(yīng)當(dāng)保持在規(guī)定范圍之內(nèi),同時該電源模塊還需要維持電源的充電安全。這樣的新型電源模塊電路被稱作是電源管理單元,英文縮寫為PMU,是為提高電源轉(zhuǎn)化效率和降低能耗的電源管理方案。PMU的構(gòu)架分為集中式和分布式,但是二者共同存在的幾率很小,設(shè)計者需要在系統(tǒng)劃分之初決定好使用哪種方案。集中式是僅執(zhí)行PMU附近的單一處理器進行電壓調(diào)節(jié)和電源切換工作,而分布式系統(tǒng)則是作用于每一個電源子系統(tǒng)上。二者的選擇重點是從智能手機應(yīng)用的數(shù)量和響應(yīng)速度的要求,同時還要考慮到電源模塊管理過程中的間隔距離。通過比較來看,PMU分布式的方案較集中式的靈活一些,只需要在系統(tǒng)之間加入一根電源軌,作為所有的電源連接線,那么每一個電路都會使用該電源軌完成電源模塊的管理工作。而PMU集中式方案需要預(yù)先了解到連接的區(qū)域,同時還要保障連接組合的實用性和有效應(yīng),設(shè)計和管理上都較分布式復(fù)雜很多。

2.2 DPM

DPM是智能手機運行期間對時鐘或是電壓進行動態(tài)管理達到提高電源效率的作用,由于該功能和系統(tǒng)運行的狀態(tài)和應(yīng)用開發(fā)密切相關(guān),因此常常使用軟件來完成DPM的實現(xiàn)。智能手機的工作模式調(diào)節(jié)往往是降低能耗的主要方式,因此DPM與設(shè)備的主CPU密切聯(lián)系,從定義科學(xué)合理工作模式的角度提高電源的使用效率。中心管理系統(tǒng)在設(shè)備主頻確定的情況下對工作模式做出了四種設(shè)定,分別是工作模式、空閑模式、休眠模式和關(guān)機模式。根據(jù)對四種狀態(tài)設(shè)備的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn),工作模式中消耗的功率比其他的模式要大得多,因此在用戶沒有對手機進行頻繁操作時進行合理模式的轉(zhuǎn)化,是提高手機電源使用效率的基本原則,同時在用戶使用設(shè)備功能時快速轉(zhuǎn)換工作模式,恢復(fù)正常的使用功能也是提高用戶感受的直接方案。智能手機的運行過程不僅僅要對軟件的運行進行控制,還要從硬件連接的角度降低空閑外設(shè)的啟動頻率。目前智能手機已知可連接的外部硬件系統(tǒng)有攝像機、藍牙系統(tǒng)、紅外適配器、功率放大器、投影系統(tǒng)等等,但是很多功能都是在系統(tǒng)正常運行r處于空閑狀態(tài)的,不能及時關(guān)閉就會形成電源模塊不必要的消耗,影響電源的使用壽命。因此需要DPM開啟設(shè)備主CPU對空閑外設(shè)的進行適時的關(guān)閉,降低電源模塊的能耗提高智能手機的使用效率。

2.3 LDO

LDO是在傳統(tǒng)線性電壓調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上進一步提高的電壓轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性,用來處理對電壓輸入極其嚴(yán)格的芯片工作要求。LDO通常使用的電壓傳遞設(shè)備被稱為PNP,該功率晶體管處于飽和狀態(tài)的時候,電壓調(diào)節(jié)器可以處于很低的電壓范圍,而傳統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)器的壓降數(shù)據(jù)為LDO的十倍,很難滿足芯片對于負載降壓的極致要求。因此為適應(yīng)目前大量應(yīng)用的鋰離子電池的較低輸出電壓需求,LDO是較為科學(xué)的穩(wěn)壓器選擇之一,該系統(tǒng)對輸出電壓和輸入電壓相近的電源模塊管理有較大優(yōu)勢,即使在電源的能量剩余不多,LDO也能對電壓做出平穩(wěn)的處理,保障其設(shè)備的工作時長。根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的不同,LDO穩(wěn)壓器也分為很多類型,常見的類型有Bipolar、CMOS、BiCMOS等,隨著成本和市場壓力的變化,CMOS成為了目前電子設(shè)備市場的主流產(chǎn)品。LDO從組成上分析是對于電壓調(diào)節(jié)的微型反饋系統(tǒng),是由二極管、電阻系統(tǒng)、保護系統(tǒng)等一系列功能電路集成的芯片,因此對智能手機的性能、噪聲、PSRR和啟動時間等參數(shù)都有影響作用。在進行智能手機布線時需要從LDO的穩(wěn)定性和響應(yīng)能力進行考慮,還有對音頻部分的干擾和噪聲的輸出,這直接關(guān)系著設(shè)備的外放能力和電源模塊是否干凈,如圖1所示。

3 結(jié)束語

綜上所述,智能手機電源管理模塊的設(shè)計方案多種多樣,但是基本的原則都是提高電能的轉(zhuǎn)化率和使用率達到高性能的目的。便攜式電子產(chǎn)品的使用在近年來越來越普及,在管理系統(tǒng)一致的情況下優(yōu)化電源管理模塊的設(shè)計則會成為企業(yè)提高市場競爭力的重要抉擇。

參考文獻

[1]徐進.智能手機電源管理模塊和音頻模塊設(shè)計[D].上海:上海交通大學(xué),2008.

[2]劉平.智能手機電源管理系統(tǒng)設(shè)計與故障分析方法研究[D].長春:吉林大學(xué),2008.

[3]陳熹,陳英,戚正偉.一種智能手機電源管理方案的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件,2008(09):80-82.

第3篇:電源模塊的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:電源模塊 機車型號 穩(wěn)壓電源盒 動態(tài)電燈電源

中圖分類號:U260 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(c)-0119-01

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,列車運行要求越來越高,車載機車的信號設(shè)備作為設(shè)置在司機室內(nèi)中反映車前方運行條件的一種信號設(shè)備,其運行狀況的好壞將會直接影響列車安全、正常運行。

1 機車信號設(shè)備的概述

1.1 機車信號系統(tǒng)的構(gòu)成

一體化的機車信號車載系統(tǒng)設(shè)備主要是由機車信號機、連接電纜、雙路接收線圈、機車信號主機以及機車信號記錄器等所構(gòu)成,其系統(tǒng)構(gòu)成主要如圖1所示。

主機通過X22-X32連線,把輸出信號提供為列車運行的監(jiān)控裝置處,將其作為運行控制的基礎(chǔ)信息,從而控制列車。

1.2 造成機車信號電源不穩(wěn)定的因素

(1)外部原因,機車信號的主機電源從自機車取得110 V電源,在主機的每塊電源板上都會設(shè)有DC110V變?yōu)?8 V的一個電源模塊,其輸出路線一般常由DC48V電源來供于記錄器板和主機板工作。(2)內(nèi)部原因,機車信號電源不穩(wěn)定內(nèi)部原因除了電子電路故障以外,其主要是因為電源板上把DC110V變?yōu)?8 V電源模塊故障所造成的。

2 改進電路提升機車信號電源穩(wěn)定性的相關(guān)措施

2.1 解決外部輸入電源不穩(wěn)定的措施

根據(jù)LKJ監(jiān)控設(shè)備和機車信號設(shè)備的外部電源輸入不穩(wěn)定現(xiàn)象,首先要和機務(wù)進行協(xié)商,通過機務(wù)來整理出和其他設(shè)備隔離的電務(wù)專用的110 V電源端子。接著和廠家聯(lián)系,設(shè)計生產(chǎn)具有輸入和輸出的一個電源接口盒,其中電源的輸入接口應(yīng)連接在電務(wù)專用的端子上,其輸出接口要連接在LKJ監(jiān)控設(shè)備和機車信號設(shè)備的電源端子上。該電源接口盒應(yīng)該具有穩(wěn)壓保護的功能,在一定程度上能夠抵抗機車瞬間的高壓沖擊,輸出較為穩(wěn)定的110 V來供于LKJ監(jiān)控和機車信號燈一些車載設(shè)備的使用。同時還應(yīng)該具有應(yīng)急功能,當(dāng)電源盒出現(xiàn)故障或者其他緊急情況的話,能夠通過這些應(yīng)急開關(guān)來輸出穩(wěn)定的110 V電源,不會因為電源盒的故障造成機車信號設(shè)備的斷電,確保機車信號外部電源的安全性以及穩(wěn)定性,其解決方案主要如圖2所示。

2.2 解決內(nèi)部電源輸出電源不穩(wěn)定性的相關(guān)措施

機車信號的內(nèi)部電源不穩(wěn)定性主要是由電源模塊故障所引起的。通過分析和研究機車信號的電源模塊輸出電路可以得知,機車信號的電源模塊在正常工作的時候,其兩塊電源板輸出通常由DC48V通過二極管并聯(lián)在一起,共同向記錄板、主機板以及其它的電路供電。然而動態(tài)電源中的50VD只會供給到各自受到控制相應(yīng)的主機板。機車信號的電源模塊輸出電路如圖3所示,其A主機板只為A50 V、B50 V供電,A動態(tài)點燈的電源是 A50 VD;B主機板主要是為B50 V、A50 V供電,B動態(tài)點燈的電源是B50 VD。

機車信號的主機板上焊接有兩芯的插座L2,其中L2的兩端分別為50 VD動態(tài)點燈電源和50 VD工作電源,為了增強機車信號的動態(tài)電燈電源以及主機的工作電源穩(wěn)定性,應(yīng)該采取短接L2的跳線方式,其L2短接以后,工作主機每一套動態(tài)點燈電源盒工作電源都增加到3路并聯(lián)輸出,從而增強動態(tài)點燈電源和主機工作電源的冗余度,提高了機車信號的安全性以及可靠性。

2.3 對電機信號電源的安全性和穩(wěn)定性的分析

改造機車信號外部的輸入電路,主要采用了具有穩(wěn)壓功能的電源接口盒以及電務(wù)專用端子,可以有效地防止其它單位在進行檢查和維修時誤將機車信號的110V輸入電源線拆除,導(dǎo)致電源的接觸不良或者脫線。同時該電源盒還具有應(yīng)急功能,當(dāng)電源盒出現(xiàn)故障的時候,能夠利用應(yīng)急開關(guān)來輸出穩(wěn)定的110V電源,使機車信號設(shè)備不會斷電。通過短接L2對機車信號的內(nèi)部電路進行改造,將主機原有的安全部分保留下來,動態(tài)電源安全措施旁路,通過兩個分開的器件來安全控制CPU1和CPU2的電路,促使電源部件處于一種理想可靠的工作狀態(tài),確保機車信號電源的安全性和可靠性。

參考文獻

第4篇:電源模塊的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:直流電故障 處理措施

隨著電力事業(yè)的發(fā)展,電力系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)、微機保護系統(tǒng)的廣泛采用、變電站無人值班方式的逐步實行,由此對變電站直流電源的可靠性提出了更高的要求。

1 直流電源模塊故障

某變電站發(fā)生直流系統(tǒng)故障,當(dāng)監(jiān)控端發(fā)出“直流屏模塊故障、直流屏系統(tǒng)故障總信號”經(jīng)過一段時間后發(fā)出“直流屏電池欠壓”。接通知后到現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)控制模塊、充電模塊顯示屏無顯示,模塊風(fēng)扇停止,模塊處于失電狀態(tài)。經(jīng)查看各模塊交流輸入正常,監(jiān)控系統(tǒng)顯示模塊故障?,F(xiàn)場直流由蓄電池供給,情況十分危急。聯(lián)系檢修人員經(jīng)更換損壞的直流模塊后,直流系統(tǒng)恢復(fù)正常。事后分析當(dāng)時該地區(qū)正發(fā)生雷雨天氣,而該站又沒在模塊輸入進線處裝設(shè)C級、D級避雷器,從而使得直流模塊被雷擊而損壞。在安裝調(diào)試時還發(fā)現(xiàn)當(dāng)并列的電源模塊間輸出電壓相差較大時,輸出電流將會不平衡。故障分析時檢查換下來的模塊單元,還發(fā)現(xiàn)模塊濾網(wǎng)及風(fēng)扇積滿灰塵。

通過當(dāng)時的故障處理,以及對故障模塊的檢查并結(jié)合其他站的模塊故障,經(jīng)過分析總結(jié),找出造成變電站內(nèi)直流模塊故障及異常的原因。

1.1 直流模塊故障的分析

(1)直流模塊由于長期重負荷運行、甚至過載而損壞。

變電站直流模塊在設(shè)計時容量配置采用的是N+I的標(biāo)準(zhǔn),在一臺模塊故障時仍能保持其他模塊正常運行,因此在正常情況下模塊一般不會過載。由于目前半導(dǎo)體功率器件和磁性材料等部件性能的原因,單個直流電源模塊的最大輸出功率無法滿足有些變電站的總功率要求,直流電源模塊的并聯(lián)是不可避免的,否則無法

滿足現(xiàn)在變電站對直流供電模塊功率的要求。

盡管每個直流電源模塊單元具有輸出自動均流功能,但是并聯(lián)運行的各個模塊特性的不一致導(dǎo)致各模塊負荷電流存在不均衡情況。有些模塊可能承擔(dān)更多的電流,極端情況下甚至過載,而有些模塊運行于輕載狀態(tài),甚至基本上是空載運行。由于存在部分模塊分擔(dān)負荷多、部分模塊分擔(dān)負荷少這一情況,其結(jié)果必然加大了分擔(dān)負荷多的模塊損壞的可能性,也縮短了分擔(dān)負荷多模塊的正常使用壽命,降低了系統(tǒng)的可靠性。通過檢查并列直流模塊的負荷情況,發(fā)現(xiàn)各模塊輸出電壓的差異將導(dǎo)致負荷分配的不平衡。當(dāng)其中一個控制模塊輸出直流電壓高于其他模塊5 V以上時,此模塊將承受直流負載的大部分負荷。此直流模塊所分擔(dān)的負荷往往超出單個直流模塊所能承受的最高負荷,從而導(dǎo)致直流模塊的過載損壞。

(2)直流模塊交流進線處未安裝避雷器,或避雷器的安裝不符合防雷要求。一些老站在早期綜合自動化改造時,設(shè)計不是太規(guī)范,有的未安裝避雷器,造成雷電侵入交流電纜經(jīng)交流回路進入直流模塊造成模塊損壞。而一些已安裝了,C級、D級避雷器的變電站其避雷器之間的電纜距離過短使得雷擊過電壓無法衰減至模塊可承受的電壓值,遠遠大于模塊過壓保護值,造成了直流模塊損壞。避雷器分為間隙類、放電管類、壓敏電阻類、抑制二極管類、壓敏電阻一氣體放電管組合類、硅化類等。目前避雷器常用的有氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管2種。氧化鋅壓敏電阻避雷器分為單片壓敏電阻避雷器和多片壓敏電阻避雷器,是限壓型保護器件,平時呈現(xiàn)高阻狀態(tài),一旦有脈沖電壓,立即將電壓限制到一定值,其阻抗突變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。與氣體放電管比較,它最大的優(yōu)點是當(dāng)它吸收脈沖電壓時因殘壓高于工作電壓,不會造成電源的瞬間短路,同時動作時間比放電管短。氣體放電管避雷器分為開放式放電管避雷器和密閉式氣體放電管避雷器。氣體放電管避雷器雖然具有很強的承受大能量沖擊的能力,但存使用時,由于氣體放電管在放電時殘壓極低,近似于短路狀態(tài),對系統(tǒng)的影響較大。模塊進線處安裝壓敏電阻避雷器已能滿足防雷保護的要求。為了減小對系統(tǒng)的影響一般采用壓敏電阻避雷器,作為C級、D級避雷器。采用c級、D級多級保護時,存在著一個前級保護和后級保護如何配合的問題。c級、D級避雷器這兩級避雷器之間為了能夠滿足配合要求,必須保持足夠的距離,以利于兩級避雷器之間的配合。保證C級避雷器先于D級避雷器動作,泄放部分雷電的能量,限制殘壓,之后再由D級避雷器動作進一步泄放雷電的能量,限制殘雎,從而使進入直流模塊的電壓限制在模塊能夠承受的范圍以內(nèi),保護直流模塊不受損壞。

1.2 直流模塊發(fā)生異常原因

風(fēng)冷型模塊長期運行后積攢灰塵過多,影響散熱。風(fēng)冷型直流模塊通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動散出模塊內(nèi)部由于元件工作所產(chǎn)生的大量熱量。模塊具有過溫保護功能,當(dāng)模塊的進風(fēng)口被堵住或環(huán)境溫度過高導(dǎo)致模塊內(nèi)部的溫度超過設(shè)定值時,模塊會過溫保護,模塊無電壓輸出。當(dāng)異常條件清除、模塊內(nèi)部的溫度恢復(fù)正常后,模塊將自動恢復(fù)為正常工作。因此當(dāng)模塊由于長期運行進出風(fēng)口積聚大量灰塵造成散熱不良時會使溫度過高,過溫保護動作模塊不在輸出,必然加重其他正常模塊的負荷供給。隨著負荷的加重增加模塊異常的機率。即使溫度沒有超過設(shè)定值時,長期的高溫也會影響模塊的正常使用壽命。

2 直流電源模塊故障的處理

(1)模塊過負荷損壞其主要原因是并列模塊問的負荷電流不平衡造成的,為了保證模塊間的均流,在安裝調(diào)試時通過調(diào)節(jié)各模塊的輸出電壓,使其輸出電壓基本達到一致,實現(xiàn)各模塊問的負荷分配的平衡。在驗收時應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)保證各模塊輸出電流的平衡。在平時巡視時應(yīng)注意查看各模塊的電流是否在允許的偏差范圍內(nèi)(自主均流法的模塊問輸出電流不平衡度±3% 。),如超出范圍及時檢查模塊并查找原因,杜絕并列模塊間的負荷電流不平衡度超出允許的范圍的情況發(fā)生,從而防止直流電源模塊因負荷電流不平衡而造成損壞。

(2)交流進線處加裝合格的C級和D級兩級避雷器,加裝的C級、D級避雷器之間應(yīng)保持5m 以上距離,以利于限制雷電波的殘壓,有效地防止過電壓的沖擊,保障電源系統(tǒng)正常工作。在滿足防雷要求的情況下,選用性能更加優(yōu)良的氧化鋅壓敏電阻避雷器。加裝氧化鋅壓敏電5H避雷器時前端要串接相應(yīng)容量的斷路器(可

發(fā)出遙信信號)來提高直流系統(tǒng)可靠性。

斷路器的作用:在避雷器損壞時,方便更換;在避雷器發(fā)生老化時,避免發(fā)生對地故障。避雷器損壞,避雷器與母線問的斷路器跳閘后就可以及時發(fā)信,為及時發(fā)現(xiàn)異常和縮短故障處理時間提供便利。巡視時要注意查看避雷器是否完好有無異常,接地引線是否完好接地。

(3)巡視時注意直流電源模塊的散熱情況,如發(fā)現(xiàn)散熱不正常,溫度過高及時檢查并查找原因。經(jīng)常對直流電源模塊進行除塵工作。如發(fā)現(xiàn)直流電源模塊長期運行以致于積聚灰塵過多的必須立即進行除塵,保持模塊進出風(fēng)口的通暢,保證直流電源模塊的散熱正常,防止由于濾網(wǎng)及風(fēng)扇積灰,導(dǎo)致散熱不良引起直流電源模塊的損壞。同時也要保持直流屏的通風(fēng)散熱。注意直流屏安裝場所的環(huán)境溫度,溫度過高時及時開啟空調(diào)。通過以上措施保證直流模塊有良好的運行環(huán)境。

3 結(jié)語

隨著安全穩(wěn)定電網(wǎng)的需要, 變電站直流系統(tǒng)日益受到重視。近幾年對各公司針對對變電站直流電源系統(tǒng)下達了不少規(guī)程、規(guī)范和反措要求, 為我們解決直流系統(tǒng)存在的問題和提高其運行可靠性提供了強有力的支持。

[參考文獻]

第5篇:電源模塊的發(fā)展范文

對通信電源構(gòu)成進行詳細論述,分析DC/DC通信電源可能存在問題,在直流空開脫扣特性和儲能元件的應(yīng)用上,提出相應(yīng)的改進措施。

針對智能變電站二次系統(tǒng)增加大量過程層設(shè)備負荷和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負荷,按照變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的供電負荷進行詳細地分類統(tǒng)計,優(yōu)化計算,作為主要設(shè)備的參數(shù)選擇依據(jù)。

1、一體化電源通信方式

1.1總監(jiān)控器通信網(wǎng)絡(luò)方式

當(dāng)變電站一體化電源設(shè)備由于電源模塊和饋線開關(guān)數(shù)量較少,且各電源子系統(tǒng)集中混合組柜,所以通常只設(shè)置總監(jiān)控器。一體化電源監(jiān)控采用分散測控、集中管理的模式,將各電源智能監(jiān)控模塊分散布置在各電源柜內(nèi),各電源智能監(jiān)控模塊與一體化監(jiān)控裝置通信上傳相關(guān)信息,一體化監(jiān)控裝置通過DL/T860通信標(biāo)準(zhǔn)直接接入自動化系統(tǒng)的MMS網(wǎng)。各電源智能監(jiān)控模塊通過總線方式直接與一體化監(jiān)控裝置通信,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,見圖2-2。站用電源系統(tǒng)所有信息的采集、判斷、分析和管理都由一體化監(jiān)控裝置處理,信息量大,一體化監(jiān)控裝置的通信接口數(shù)量要求多,系統(tǒng)擴展性較差,故適合于終期規(guī)模較小的變電站。

1.2分層監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)方式

220kV及以上電壓等級變電站一體化電源設(shè)備,由于電源模塊和饋線開關(guān)數(shù)量較多,各電源子系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,需要獨立組柜,各子系統(tǒng)宜分別設(shè)置監(jiān)控器,對本系統(tǒng)的電源模塊進行管理,并負責(zé)采集饋線開關(guān)狀態(tài)及表計測量信息;同時設(shè)置總監(jiān)控器與各子系統(tǒng)監(jiān)控器進行通信,實現(xiàn)對整個一體化電源系統(tǒng)的監(jiān)測與管理。如果取消各子系監(jiān)控器的設(shè)置,由總監(jiān)控器直接管理所有電源模塊,雖然使整個系統(tǒng)通信簡化,但同時造成總監(jiān)控器處理信息量過大,一旦故障則影響整個系統(tǒng)。

2、一體化電源系統(tǒng)監(jiān)控范圍

一體化電源系統(tǒng)利用通信方式對各子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分散采集和集中管理,可在自動化監(jiān)控后臺或集控中心對本站各電源子系統(tǒng)實現(xiàn)遠方監(jiān)控。

一體化電源系統(tǒng)中除交流電源子系統(tǒng)進線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)采用框架式開關(guān)外,其它開關(guān)均為塑殼開關(guān)、微型空開和隔離開關(guān),不具有電氣操作機構(gòu)。如果要實現(xiàn)遠控,就需要給這些饋線開關(guān)或隔離開關(guān)加裝外部輔助機械裝置以及微型馬達來實現(xiàn);這樣無疑會大幅增加整個系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資費用,饋線柜的數(shù)量也會增加許多,因此實際工程應(yīng)用案例極少。另外各電源子系統(tǒng)全部雙套配置,重要負荷雙回路供電,因此一旦發(fā)生站用電源饋線跳閘事故,一般需要檢修維護人到現(xiàn)場查明故障原因,才能進一步恢復(fù)供電。因而功能中除對進線開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)進行遠方控制外饋線開關(guān)以及隔離開關(guān)遠方控制的必要性不大。

3、站用交流電源切換方式

500kV變電站備用電源自動投切有以下實現(xiàn)方式:

方式三:由進線監(jiān)控模塊實現(xiàn)備用電源自動投切功能。雖然只能實現(xiàn)電氣閉鎖,但取消自動備投裝置,將自動備投功能嵌入交流進線監(jiān)控模塊,由進線監(jiān)控模塊對采集的信息進行分析處理并實現(xiàn)自動投切。本工程推薦采用方案三實現(xiàn)備自投功能,節(jié)省獨立的備自投裝置。

4、DC/DC電源改進措施

目前DC/DC電源變換模塊在220kV站開始推廣使用,對于整合后通信設(shè)備的供電可靠性是否滿足要求還存在疑問。傳統(tǒng)通信電源接線在饋線短路或過載時,由蓄電池提供短路電流,使饋線開關(guān)動作切除故障。DC/DC供電通信電源接線,由于DC/DC短路保護時間很短,可能先于饋線開關(guān)跳閘時間,DC/DC短路保護后不再有電流輸出,使得饋線開關(guān)無法跳閘切除故障,造成一個饋線支路短路故障影響整個母線供電。針對這種情況,目前考慮從以下幾個方面進行改進。

4.1直流空開脫扣特性的選擇

DC/DC電源系統(tǒng)的各級饋線直流空開如果選型不當(dāng),就會造成短路時,開關(guān)拒動或越級跳閘,后果比較嚴(yán)重。

4.2儲能元件的應(yīng)用

DC/DC電源系統(tǒng)增設(shè)電容元器件,掛接到直流母線上。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生過載或短路時,儲能電容可瞬時提供一定的附加電流,從而緩解系統(tǒng)對大沖擊電流的需求。電容值的大小應(yīng)滿足當(dāng)任一饋線開關(guān)出口短路時,儲能電容提供的附加放電電流大于空開額定脫扣電流的上限值。

4.3電子饋線保護裝置的應(yīng)用

電子饋線保護裝置采用大功率開關(guān)器件實現(xiàn)回路的無觸點開通和關(guān)斷控制,由硬件電路實現(xiàn)短路瞬時保護功能,由軟件電路實現(xiàn)過載短延時保護功能。當(dāng)電流采樣電路檢測的回路電流大于3In時,裝置的硬件比較電路快速控制開關(guān)器件關(guān)斷,并使開關(guān)器件鎖存在關(guān)斷狀態(tài);當(dāng)電流采樣電路檢測的回路電流大于1.15倍額定電流值時,裝置的軟件電路自動進入計時和電壓監(jiān)控程序,之后如果輸出電壓波動維持在40V以上,則計時程序延時10ms后自動輸出關(guān)斷信號;如果輸出電壓波動下降到40V及以下,則電壓監(jiān)控程序自動終止計時并立即輸出關(guān)斷信號。關(guān)斷信號可快速控制開關(guān)器件關(guān)斷,并使開關(guān)器件鎖存在關(guān)斷狀態(tài)。通信電源饋線開關(guān)采用直流斷路器,其具有的熱磁保護功能,加上電子饋線保護裝置的智能開關(guān)控制,可以使通信直流饋線回路的過載或短路故障得到有效的保護,避免DC-DC變換器因輸出過載或短路而發(fā)生電壓跌落的嚴(yán)重事故。在DC/DC出口短路故障時,DC/DC的短路保護將閉鎖DC/DC輸出。該方案在江蘇、上海等地區(qū)的220kV、110kV變電站已經(jīng)有所應(yīng)用。該方案由許繼電源提出,并對電子饋線保護裝置申請發(fā)明專利,因此具有一定壟斷性。

4.4DC/DC備用模塊配置原則

增加DC/DC備用模塊數(shù)量配置,使其能提供足夠的電流,以保證饋線開關(guān)可靠動作。因而DC/DC電源的備用模塊將不再單純作為工作模塊的故障備用,還兼作電源系統(tǒng)的事故備用。國外DC/DC電源系統(tǒng)備用模塊配置原則為N+N,即雙套冗余。國內(nèi)《郵電通信電源設(shè)備安裝設(shè)計規(guī)范》中也曾規(guī)定過當(dāng)DC/DC工作模塊數(shù)量N≥3時,備用模塊按2塊配置。

由于增加儲能電容也能起到增大系統(tǒng)沖擊電流的效果,出于經(jīng)濟性考慮,故建議DC/DC備用模塊配置原則按N+2或N+3確定。在進行直流負荷統(tǒng)計時,DC/DC電源模塊宜分別統(tǒng)計,即工作模塊納入經(jīng)常負荷,備用模塊納入沖擊負荷。

5、結(jié)論

一體化是變電站交直流電源的發(fā)展方向。交直流電源統(tǒng)一設(shè)計、監(jiān)控,實現(xiàn)變電站交直流電源的分散數(shù)據(jù)采集、控制和集中監(jiān)控管理,提高站用電源系統(tǒng)的可靠性和安全性;優(yōu)化設(shè)備配置。

對智能變電站一體化電源系統(tǒng)電氣接線、系統(tǒng)通信方案進行研究,分析取消通信專用蓄電池后,DC/DC通信電源可能存在的問題,提出相應(yīng)的改進措施。

參考文獻

第6篇:電源模塊的發(fā)展范文

關(guān)鍵字:T2000;靈活構(gòu)架;Multi-SiteC控制

隨著電子技術(shù)的不斷革新,IC器件的種類越來越多,功能也越來越強大,涉及的范圍也在不斷擴大,這就需要半導(dǎo)體集成電路測試設(shè)備能夠?qū)?yīng)多種類型芯片的測試需求。T2000采用了完全開放的系統(tǒng)構(gòu)架,將靈活多變的模塊化概念運用到測試系統(tǒng)中,使得在一個平臺上就能進行各種芯片的測試,測試機臺可以根據(jù)不同類型的芯片進行靈活的對應(yīng)。下面針對目前應(yīng)用比較廣泛的幾類芯片進行詳細的介紹。

1高精度ADC/DAC的T2000解決方案

1.1混合信號芯片的現(xiàn)狀與發(fā)展

近期,隨著國家廣電總局對三網(wǎng)融合以及數(shù)字廣播電視推廣腳步的加快,移動類的消費電子產(chǎn)品市場的發(fā)展勢頭極為迅猛。由此,這也推動了模擬信號半導(dǎo)體器件的發(fā)展。

此外,由于更多的混合信號芯片應(yīng)用于移動通信和高清影音領(lǐng)域,使得該類芯片的工作頻率和分辨率大幅提升,混合信號的精度也越來越高。從圖1相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出混合信號芯片在這方面的發(fā)展趨勢。

1.2 ATE面臨的挑戰(zhàn)

1)更高的精度,更快的速度:目前主流的模擬器件的精度均在16~24Bit之間,采樣速度均在100KS/s~200MS/s之間。這就要求我們自動測試設(shè)備(ATE)的模擬信號測試能力能夠滿足器件的需求。

2)更多的測試資源:在IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,降低測試成本一直是半導(dǎo)體制造商所追求的目標(biāo)。增加同測數(shù),將縮短單位器件測試時間,是降低測試成本最直接有效的手段。這就要求我們的ATE能夠提供更多的測試資源來提高同測數(shù)。

3)更高效的數(shù)據(jù)處理能力:模擬器件的精度(bit數(shù))的不斷增高,隨之而來的就是帶給ATE更龐大的數(shù)據(jù)量,龐大的數(shù)據(jù)量直接導(dǎo)致了測試時間的增加。這就要求我們的ATE能夠更高效的傳輸和處理龐大的數(shù)據(jù)。圖2就指出了隨著器件精度的提高,所需的測時間也在急劇增長。

1.3 Advantest T2000對應(yīng)解決方案

Advantest T2000提供了以下幾種模擬信號測試模塊:

1)AAWGD音頻信號測試模塊

提供16通道(16CH),24bit分辨率,最高200KSps的信號發(fā)生及820KSps的混合信號采集功能;

2)BBWGD基帶信號測試模塊

提供16通道,16bit分辨率,最高400MSps的信號發(fā)生及256MSps的混合信號采集功能;

3)PMU32 DC參數(shù)測試模塊

提供32通道DC參數(shù)測試功能以及低速(192KSps)混合信號施加采集功能;

T2000所提供的模擬信號模塊具有以下特點:

1)高采樣速率:最高 256MSps Digitizer對應(yīng)高速信號的采集

2)高測試通道數(shù):最高16CH的信號發(fā)生和采集通道數(shù),對應(yīng)多測試通道的需求,同時為實現(xiàn)同時測試提高了保障。

另外,T2000的數(shù)字模塊上還集成專用的數(shù)據(jù)傳輸總線以及專用的Histogram Engine (On the fly DSP)硬件來處理隨精度提高而導(dǎo)致的龐大數(shù)據(jù)量,實現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理。

通過圖4可看出,在使用Histogram引擎后,可大大減少數(shù)據(jù)的傳輸和計算時間,優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理,從而縮短測試時間。

2大電流芯片的T2000解決方案

2.1大電流芯片測試面臨的問題

隨著芯片集成度提高,芯片內(nèi)部已集成各種功能模塊。對于芯片電源部分的要求也越來越高,尤其是CPU,FPGA,高速DSP等器件工作時,ATE提供的電源質(zhì)量直接決定芯片是否能夠正常工作。

2.2 ATE面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)字電源(DPS)理想情況下電源電壓不隨外部負荷(電流)變動發(fā)生任何電壓變化,但實際情況伴隨外部的電流變化,DPS內(nèi)部對充放電電流的變動有抑制作用,雖然 DPS電壓反饋可以保證電壓值精度,但是由于反饋電路反應(yīng)時間的關(guān)系,仍然可以導(dǎo)致電壓變動的產(chǎn)生。以上所面臨的問題,對ATE電源的外部負荷變動特性提出了更高的要求。

1)芯片高集成化的同時,使得芯片大量的內(nèi)部電路在短時間內(nèi)同時動作,引起較大的電源電流變動和電源電壓的下降。電流變化快速增大及減小時的電源電壓變化導(dǎo)致了信號過沖的產(chǎn)生。由于微細化低電壓的CMOS的耐壓程度較低,這個過沖會對芯片造成影響。這就要求ATE DPS提供的電流容量大于芯片需要的最大電流2倍以上。

2)原則上,給芯片供電電源應(yīng)

盡量靠近芯片。但是在實際測試應(yīng)用中,由于會受到電路板設(shè)計的限制,導(dǎo)致芯片距電源的距離較遠。因此要求ATE具有更好的電源特性。

3)對于ATE測試板的設(shè)計:要

求電源粗線配線,近距離配線,減小電路電阻及電感。

2.3 Advantest T2000對應(yīng)解決方案

針對改善ATE電源的外部負荷變動特性,有以下幾種方案可以選擇:

1)DPS的并聯(lián)使用

如果一個電源不能夠滿足芯片動作的電流供給,那么為了提高電源供電能力,可以考慮多個DPS的并聯(lián)使用.增大電源的變動負荷能力,減小DPS的輸出阻抗。

2) 使用高性能電源模塊

T2000具有多種電源模塊。根據(jù)不同的測試需求,選用不同的電源模塊,如表1所示,以實現(xiàn)成本和性能最優(yōu)化的測試方案。

3小引腳(pin)數(shù)器件的

高同測數(shù)實現(xiàn)

3.1 小引腳數(shù)器件的市場現(xiàn)狀

目前市場上越來越多的SPI類芯片導(dǎo)致器件的引腳越來越少。SPI是一種串行同步接口技術(shù),主要應(yīng)用在EEPROM,FLASH,實時時鐘,AD轉(zhuǎn)換器等器件上。除此之外,越來越多的器件通過采用引腳復(fù)用來減少引腳數(shù)量。

3.2 ATE面臨的挑戰(zhàn)

1)更多的測試資源:更高的同測數(shù)必然要求ATE在硬件上能夠提供更多的測試資源。

2)更靈活的同測分配方式:更高的同測數(shù)同時也要求ATE具有高效同測流程控制方式以及在測試軟件上給予相應(yīng)的支持。

3.3 Advantest T2000對應(yīng)解決方案

1)T2000多資源的軟硬件支持

Advantest T2000是全面支持從高端工程驗證到大規(guī)模量產(chǎn)的測試系統(tǒng)。它滿足2000pin以上多被測試器件(DUT)同測的需求。

T2000配備了多種高密度的功能測試模塊。例如128CH的數(shù)字模塊以及32CH的電源模塊等。T2000硬件上可配置大于2000個數(shù)字通道,在軟件上突破了同測數(shù)的限制,支持任意數(shù)同測。

面對市場上的眾多小引腳數(shù)器件,無論是SPI的SoC,還是SPI的存儲器,T2000都可以做到高同測數(shù)的低成本測試解決方案。

2)T2000靈活同測方式的軟硬件支持

傳統(tǒng)的Single-SiteC結(jié)構(gòu)ATE同測效率會隨同測數(shù)的增加而降低。在高同測數(shù)的情況下尤其明顯。T2000支持Multi-SiteC控制方式,每個SiteC可以控制單獨不同的器件,運行不同的流程。在同測中,Multi-SiteC的應(yīng)用可以避免同測中的各個器件之間因為性能不同而導(dǎo)致測試時間不同的互相等待,提高了測試的靈活性,縮短了測試時間,提高了同測試效率。

第7篇:電源模塊的發(fā)展范文

CPU和DSP對數(shù)據(jù)處理速度和容量的要求不斷提高,對電源模塊的供電要求也就相應(yīng)地提高了,主要體現(xiàn)在電源的輸出電流大小及其變化率和輸出電壓峰-峰值上。采取的措施有多通道buck電路拓撲和良好的控制方法,如V2控制法和滯回控制法等,這樣可以改善電源的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能、提高電源效率。但是對于更低的輸出電壓、更大的電流動態(tài)變化率,不可避免地要采用更大容量、更低ESR的電容以減少瞬態(tài)電壓峰-峰值。而大容量、低ESR電容增加了模塊的成本,占用更大的空間,不利于提高功率密度?;谝陨戏N種問題,采用AVP方法(如圖1所示)使電源在滿載時電壓比所要求的最低電壓高,在空載或輕載時輸出電壓比所要求的最高電壓低,這樣不僅有利于電源模塊的熱設(shè)計,而且動態(tài)過程電壓工作在窗口電壓內(nèi),輸出電壓峰-峰值小、恢復(fù)時間短。但是文獻提出的方法較為復(fù)雜,使用專用的控制芯片導(dǎo)致開發(fā)成本增加,提出的方法在實際應(yīng)用中電路效率較低。本文對AVP控制方法進行深入分析,歸納總結(jié)出各種AVP的實現(xiàn)方法,并提出了一種新穎高效的控制方法,用實驗證明AVP方法的優(yōu)越性。

1 AVP控制有源法的分析

AVP有源控制為雙環(huán)控制,其基本原理如圖2所示。通過檢測電感電流,根據(jù)降壓要求相應(yīng)調(diào)節(jié)輸出電壓的基準(zhǔn)。輸出電壓跟隨基準(zhǔn)電壓而實現(xiàn)AVP控制。圖3為AVP有源控制的方塊圖,假設(shè)電流環(huán)增益為Ti,電壓環(huán)增益為Tv,則:

Ti=Av×FM×Gid×Ai   (1)

Tv=Av×FM×Gvd   (2)

由(2)/(1)可得:

wESR=1/(Rc×Co),wR.0=1/Ro×C0)

此處Rc為輸出電容Co的等效電阻值,Ro為輸出負載。當(dāng)w>>wESR且Ai=Rc時,則(3)式值為1。這說明了在此情況下電流環(huán)、電壓環(huán)有相同的截止頻率,而Av的設(shè)計對電流環(huán)、電壓環(huán)的比值沒有影響,其零極點的設(shè)計則依據(jù)電流環(huán)的設(shè)計方法進行。

其中,L為等效輸出電感,fs為開關(guān)頻率,wz用于補償功率雙極點,wp用于消除開關(guān)噪聲,wi保證電流環(huán)的截止頻率高于輸出電容引入的ESR零點頻率。基于以上原則,設(shè)計固定輸出阻抗值為輸出電容的ESR值。實現(xiàn)方法?眼2?演分別為檢測開關(guān)管導(dǎo)通電阻、續(xù)流管導(dǎo)通電阻或串聯(lián)阻值小的檢測電阻。前兩種方法受溫度的影響不宜采用,而串聯(lián)阻值小的檢測電阻有助于改善溫度變化引起的精度變化,但是在主電路中串聯(lián)電阻必然引起電源模塊效率的下降。

2 AVP控制無源法的實現(xiàn)

采用無源法增加檢測電阻,如圖4所示。通過檢測Va使之等于VREF,實現(xiàn)vo=Vref-io×Rs,使電源在滿載時電壓比所要求的最低電壓高,在空載或輕載時輸出電壓比所要求的最高電壓低。從而使得輸出電壓在負載動態(tài)跳變時能夠較快地達到穩(wěn)定,提高動態(tài)響應(yīng),以改善電壓大電流所引起的動態(tài)響應(yīng)與電路成本的矛盾關(guān)系。

3 實驗結(jié)果分析

第8篇:電源模塊的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞:維修電工;項目;培訓(xùn);考核

中圖分類號:G817.5 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)45-0251-02

一、引言

21世紀(jì)是知識經(jīng)濟和信息經(jīng)濟的時代,經(jīng)濟全球化意味著生產(chǎn)的全球化、競爭的全球化,世界各國都在大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),先進的生產(chǎn)技術(shù)將對本國國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生著重要的影響,工業(yè)生產(chǎn)中勞動密集型產(chǎn)業(yè)正向著技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。加入WTO后,我國的整體經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化。自動化水平已成為一個國家或地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。2015年,國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略。這些都充分說明制造業(yè),特別是現(xiàn)代化的、自動化的制造業(yè)已經(jīng)成為我國中長期的發(fā)展重點,而維修電工技能人才是實現(xiàn)這一發(fā)展重點的重要保障。近兩年,各地政府都提出了工業(yè)強市和加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展策略,其中裝備制造就屬于重點培育發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。從培訓(xùn)設(shè)備到培訓(xùn)項目等都較傳統(tǒng)和陳舊,不利于新型的具備高技能水平和高職業(yè)素養(yǎng)的維修電工人才的培養(yǎng)。

本文首先介紹了自主研制的多功能分布式維修電工技能培訓(xùn)與考核設(shè)備,該設(shè)備由兩個機柜組成,分別是主控機柜和受控機,每個機柜由不同模塊構(gòu)成,包括電源模塊、觸摸屏模塊、PLC模塊、變頻器模塊以及低壓用電器自由組合模塊等。隨后,基于該設(shè)備的不同模塊,設(shè)計了維修電工技能培訓(xùn)與考核項目。最后,將該設(shè)備應(yīng)用于本校中、高級維修電工技能培訓(xùn)和考核中,取得良好效果。

二、設(shè)備介紹

1.設(shè)備總體。自主研制的多功能分布式維修電工技能培訓(xùn)與考核設(shè)備由一個主控機柜和一個受控機柜組成的,設(shè)備的組成框圖如下所示。

2.主控機柜。主控機柜主要由電源模塊、觸摸屏模塊、儀器儀表模塊、PLC模塊、變頻器模塊以及主令按鈕和指示燈模塊構(gòu)成。這些模塊的組成如下:(1)電源模塊。電源模塊由三相電源輸出、單相電源輸出、交流低壓電源輸出、直流低壓電源輸出等組成。由三相四線電源輸入,接有漏電保護器,通過接觸器的啟動和停止按鈕進行操作,并加入急停按鈕,電源的輸出設(shè)有短路保護。(2)觸摸屏模塊。觸摸屏模塊采用5.7英寸,直流24V的彩色觸摸屏,配有通信下載編程電纜、觸摸屏與變頻器通信電纜以及觸摸屏與PLC通信電纜,還配置了觸摸組態(tài)軟件。(3)PLC模塊。PLC模塊采用日本三菱PLC FX3U-32MR主機,模擬量模塊為FX0N-3A模擬量模塊(2入/1出),配有SC09下載線。利用專用導(dǎo)軌固定安裝于主控機柜內(nèi)部實訓(xùn)板上,主機開關(guān)量、模擬量接線端子均通過接線柱引到面板,通過走線槽引到主控機柜內(nèi)部實訓(xùn)板中的專用接線端子上,可根據(jù)需要自由接線和布線,與實際的工業(yè)現(xiàn)場一致。(4)變頻器模塊。變頻器模塊擬采用日本FR-D720S-0.4K-CH變頻器,具有RS485通信端口,配有變頻器與PLC通信編程電纜,也可采用手動接線、布線的形式與PLC、電機模塊等連接,實現(xiàn)PLC對變頻器的控制以及變頻器對電機模塊的控制等。

3.受控機柜。受控機柜主要由低壓用電器自由組合模塊和電機模塊構(gòu)成。每個模塊的設(shè)計方案如下:(1)低壓用電器自由組合模塊。低壓用電器自由組合模塊的底板由鐵質(zhì)網(wǎng)孔板構(gòu)成,網(wǎng)孔板上可根據(jù)需要自由增減各種低壓用電器,如接觸器、繼電器等,各低壓用電器的布局也可根據(jù)實際自由布局。(2)電機模塊。電機模塊由各種電機及速度繼電器構(gòu)成,配有三相異步電機(帶速度繼電器)一臺、三相異步電機一臺、直流電動機一臺。電機模塊以導(dǎo)軌的方式安裝于受控機柜中,不使用時在機柜內(nèi),使用時抽出,方便、牢固、美觀。(3)航空插座軟連接。主控機柜和受控機柜之間使用航空插座進行軟連接,方便可靠有效。航空插座采用50組排線,在主控機柜和受控機柜端均連接至接線排上,使用時可根據(jù)實際情況自由選擇線組。

三、項目的設(shè)計與設(shè)置

基于自主研制的多功能分布式維修電工技能培訓(xùn)與考核設(shè)備,以不同的模塊為主體,設(shè)計與設(shè)置了維修電工技能培訓(xùn)與考核項目,具體如下。

1.以觸摸屏模塊為主體設(shè)計和設(shè)置的項目主要有觸摸屏組態(tài)控制三相異步電機啟停、觸摸屏組態(tài)控制三相異步電機正反轉(zhuǎn)、觸摸屏組態(tài)控制三相異步電機運行時間、觸摸屏組態(tài)控制變頻器調(diào)速等。

2.以PLC模塊為主體設(shè)計和設(shè)置的項目主要有十字路通燈控制的模擬、水塔水位控制的模擬控制、天塔之光的模擬實驗、多種液體混合裝置控制的模擬、五相步進電機的模擬控制、裝配流水線控制的模擬、智能搶答器、LED數(shù)碼顯示控制、噴泉的模擬控制、三層電梯控制系統(tǒng)的模擬、PLC控制三相異步電機電機啟停、PLC控制三相異步電機正反轉(zhuǎn)、PLC控制三相異步電機帶限位自動往返控制等。

3.以變頻器模塊為主體設(shè)計和設(shè)置的項目主要有變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作、外部端子點動控制、設(shè)定頻率運行、變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)、多段速度選擇變頻器調(diào)速、外部模擬量(電壓/電流)方式的變頻調(diào)速控制、基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速、基于PLC通訊方式的變頻開環(huán)控制等

4.以低壓用電器自由組合模塊為主體設(shè)計和設(shè)置的項目主要有三相異步電動機自鎖控制線路、三相異步電動機點動控制線路、三相異步電動機的多地控制、接觸器聯(lián)鎖的或者按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路、雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路、Y-啟動自動控制電路、單向減壓啟動及反接制動控制線路、三相異步電動機能耗制動控制線路、三相異步電動機的順序控制、工作臺自動往返控制線路、通電延時帶直流能耗制動Y-啟動控制線路等。

以上項目的設(shè)計與設(shè)置均以維修電工職業(yè)技能鑒定考試指南為指導(dǎo),以維修電工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),涵蓋了維修電工初級、中級、高級以及技師四個職業(yè)等級。其中,部分項目可單獨在主控機柜或受控機柜上完成,大部分項目需通過航空插座進行軟連接,由兩機柜配合完成。

四、小結(jié)

本文介紹了自主研制的多功能分布式維修電工技能培訓(xùn)與考核設(shè)備,該設(shè)備由兩個機柜組成,分別是主控機柜和受控機,每個機柜由不同模塊構(gòu)成,包括電源模塊、觸摸屏模塊、PLC模塊、變頻器模塊以及低壓用電器自由組合模塊等。依據(jù)維修電工職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),并基于該設(shè)備的不同模塊,設(shè)計與設(shè)置了若干維修電工技能培訓(xùn)與考核項目,這些項目涵蓋了維修電工初級、中級、高級以及技師四個職業(yè)等級。該設(shè)備和培訓(xùn)考核項目已在本校電類專業(yè)進行了一個學(xué)年的試用,同時作為維修電工中、高級技能培訓(xùn)及鑒定設(shè)備和項目進行了試用,均取得了良好的效果。

參考文獻:

第9篇:電源模塊的發(fā)展范文

提出了一種基于光伏輔助電源的鐵路區(qū)間設(shè)備配電方案,將光伏發(fā)電系統(tǒng)與鐵路區(qū)間設(shè)備原有配電線路通過“H型”接入構(gòu)成雙供電系統(tǒng),當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時,可切換到光伏系統(tǒng)單獨供電,實現(xiàn)設(shè)備電力供應(yīng)的雙重保護。提出了該配電方案的系統(tǒng)框架與模塊設(shè)計,并對各模塊技術(shù)要求進行了分析。

關(guān)鍵詞:

光伏;輔助電源;區(qū)間設(shè)備;“H型”供電;設(shè)計

鐵路的供電網(wǎng)絡(luò)由動力牽引供電和信號輔助系統(tǒng)供電兩部分構(gòu)成,分別稱為供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng),供電系統(tǒng)為機車行駛提供動力電源,配電系統(tǒng)為鐵路區(qū)間閉塞設(shè)備(簡稱區(qū)間設(shè)備)和其他輔助設(shè)備等供電,兩套系統(tǒng)相對獨立,一般由相互隔離的線路分別輸送。區(qū)間設(shè)備多為雙路獨立電源供電,包含主配電和備用配電兩個部分,通過電氣控制線路進行切換。傳統(tǒng)的配電形式對電網(wǎng)可靠性依賴較大,如遇到配電電網(wǎng)故障時,會造成區(qū)間設(shè)備失效。2008年因冰災(zāi)造成了京廣線部分區(qū)域電網(wǎng)供電中斷,主配電與輔助配電均失效,導(dǎo)致區(qū)間設(shè)備停止工作,行車信號、道岔等需要通過人工操作完成,造成華南地區(qū)春運期間大量旅客滯留。因此,為鐵路區(qū)間設(shè)備建立獨立、可靠的輔助電源,解決因配電網(wǎng)故障造成信號系統(tǒng)癱瘓問題成為鐵路安全運輸不得不考慮的問題。

1鐵路配電系統(tǒng)的主要形式

1.1相關(guān)概念所謂“區(qū)間”,是指兩個車站或者兩個鐵路變電所之間的線路。兩個相鄰車站間的區(qū)間稱為站間區(qū)間;相鄰變電所之間的區(qū)間稱為所間區(qū)間。所謂“閉塞”,是指為保證行車安全,通過電氣控制將列車運行的線路區(qū)間進行全封閉或者分段封閉,防止同區(qū)段內(nèi)的對向列車和同向列車因時序安排不當(dāng)而造成對撞或追尾等事故。所謂“H型”供電,是指主電源與備用電源并列供電?!惰F路信號維護規(guī)則》第12.2.1條規(guī)定,鐵路信號設(shè)備輸入電源供電方式有一主一備和兩路同時供電2種方式,其中兩路同時供電方式即為“H型”供電,這種情況下由主副兩路電源并列運行,當(dāng)一路電源關(guān)閉或發(fā)生故障時,自動切換至另一路電源。

1.2區(qū)間設(shè)備的主要供電形式目前,國內(nèi)鐵路基本上都實現(xiàn)了自動閉塞,并配置了較完善的區(qū)間設(shè)備及配電系統(tǒng),供電形式從宏觀上劃分可分為集中式和分散式兩種。為了避免單一供電產(chǎn)生故障造成的供電失效問題,一般多由兩路獨立的供電線路構(gòu)成主附電源,通過電力互供的方式保障區(qū)間設(shè)備供電的可靠性。常采用的互供形式包含單回路供電和雙回路供電兩種,其中單回路供電又包含三點三線式、三點兩線式、點集式等供電形式,各種供電方式原理及特點如表1所示。

2區(qū)間設(shè)備供電存在的主要問題

(1)電源配置對牽引變電所提供電源依賴性強從區(qū)間設(shè)備各種配電形式來看,配電電源一般引自牽引供電電源,當(dāng)牽引電源出現(xiàn)故障時,區(qū)間設(shè)備配電系統(tǒng)將一同失效。因此,在發(fā)生自然災(zāi)害、供電網(wǎng)失效或不穩(wěn)定時,會造成區(qū)間設(shè)備停止工作,為鐵路的安全運行帶來隱患。(2)配電技術(shù)發(fā)展緩慢,自動化程度低相對于牽引變電技術(shù)的發(fā)展,區(qū)間設(shè)備的配電技術(shù)發(fā)展緩慢,自動化程度不高??紤]到安全、成本等因素,配電技術(shù)的技術(shù)革新較為謹(jǐn)慎,國內(nèi)仍有部分鐵路配電沿用20世紀(jì)80、90年代的技術(shù),自動化程度低,線路老化,出現(xiàn)故障時較難找到故障和及時排除,增加了維修的成本和難度。(3)缺乏帶有儲能功能的獨立監(jiān)控電源,斷電后沒有數(shù)據(jù)的現(xiàn)場保護監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)是一個獨立的輔助系統(tǒng),其工作電源一般取自信號電源系統(tǒng)的直流輸出,當(dāng)配電系統(tǒng)斷電時,監(jiān)控子系統(tǒng)同時掉電,無法繼續(xù)監(jiān)測及對故障情況進行現(xiàn)場保護,造成設(shè)備故障分析困難。如能在電源屏上增加具有儲能的輔助電源模塊,在兩路電都斷電時為監(jiān)控子系統(tǒng)補充供電,可有效避免此類問題的發(fā)生。

3光伏發(fā)電在我國鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢

在1975年,光伏發(fā)電技術(shù)就在鐵路系統(tǒng)進行試用并逐漸拓展,1984年鐵道部編制了《硅太陽能電源光電參數(shù)及容量選擇》。通過多年的試用和技術(shù)發(fā)展,光伏發(fā)電在鐵路信號與通信設(shè)備上應(yīng)用逐漸增多,并在測試、施工、維護等方面形成了一定經(jīng)驗與標(biāo)準(zhǔn)。隨著電氣化鐵道技術(shù)的發(fā)展,鐵路對供配電系統(tǒng)的可靠性、功率等要求越來越高,而此時國家電力行業(yè)發(fā)展迅猛,電力行業(yè)走向市場化,電網(wǎng)覆蓋區(qū)域逐漸增大,可靠性和穩(wěn)定性不斷提升,帶動了鐵路供配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。因此,光伏發(fā)電技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用受到了限制,其成本高、容量低等缺點逐漸顯現(xiàn),早年推廣的鐵路光伏設(shè)備也逐漸被傳統(tǒng)供電網(wǎng)取代,改由貫通電線路或自閉電線路供電[1]。從未來發(fā)展來看,傳統(tǒng)能源的緊缺成為全世界面臨的問題,各國都在可再生能源利用上加大扶持力度,為太陽能在鐵路行業(yè)的廣泛利用帶來政策環(huán)境。同時,鐵道部為配合西部大開發(fā)戰(zhàn)略,正在或計劃修建數(shù)條西部鐵路線,而西北地區(qū)地廣人稀,常規(guī)供電網(wǎng)建設(shè)存在不足,為太陽能資源的利用帶來廣闊前景。更重要的是現(xiàn)有鐵路配電系統(tǒng)過分依賴牽引變電所提供外部電源,在發(fā)生自然災(zāi)害、供電系統(tǒng)故障或不穩(wěn)定時會產(chǎn)生信號系統(tǒng)終端癱瘓、監(jiān)測記錄缺失等隱患,增加具有獨立、儲能特點的光伏系統(tǒng)輔助供電系統(tǒng),可有效解決應(yīng)急條件下的輔助供電問題。

4基于光伏輔助電源的鐵路區(qū)間設(shè)備“H型”供電系統(tǒng)框架

基于光伏發(fā)電的諸多優(yōu)點,探索將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于鐵路區(qū)間設(shè)備的輔助供電,建立基于光伏輔助電源的鐵路區(qū)間設(shè)備“H型”供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)由原配電網(wǎng)電源模塊、光伏輔助電源模塊和監(jiān)控系統(tǒng)模塊這3部分組成,通過合理的接入控制,形成光伏供電與常規(guī)供電相互補充的區(qū)間設(shè)備供電系統(tǒng),系統(tǒng)框架圖如圖1所示。其中,光伏輔助電源模塊由光伏太陽能板組件、雙軸太陽自動跟蹤子系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、防護裝置等組成。

5基于光伏輔助電源的鐵路區(qū)間設(shè)備供電系統(tǒng)模塊設(shè)計

5.1光伏輔助電源模塊設(shè)計分析(1)系統(tǒng)選型分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)既具有獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)獨立、儲能的特點,又能夠與電網(wǎng)供電相互補充,構(gòu)成供電系統(tǒng)的雙重保護,對供電可靠性要求高的場合,可以作為輔助應(yīng)急電源,解決因電網(wǎng)供電中斷或不穩(wěn)定造成的電源中斷問題。鐵路區(qū)間閉塞設(shè)備具有點多線長,數(shù)量大、布局分散等特點,所以本項目光伏輔助電源系統(tǒng)的接入形式采用分布式系統(tǒng),在每一個區(qū)間設(shè)備點設(shè)置一立的光伏發(fā)電系統(tǒng),經(jīng)過并網(wǎng)逆變后供給單點負載,在配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時也可以靠光伏系統(tǒng)及儲能設(shè)備獨立對單點設(shè)備供電。(2)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計為了提升光伏系統(tǒng)的的效率和輔助電源穩(wěn)定性,設(shè)計中應(yīng)考慮以下問題:一是構(gòu)建由信號輸入,計算單元,控制模塊和通訊模塊等部分組成的太陽雙軸全追蹤系統(tǒng),提升光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率;二是進行鋼結(jié)構(gòu)支撐的輕便牢固性優(yōu)化設(shè)計,保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境的穩(wěn)定性;三是采用合理的MPPT算法,提升光伏發(fā)電的可靠性;四是系統(tǒng)防護設(shè)計,設(shè)置安全工作模式,風(fēng)雨天氣和夜晚能夠自動回復(fù)安全模式。

5.2配電網(wǎng)及光伏系統(tǒng)“H型”接入分析鐵路區(qū)間設(shè)備供電多已采取了主輔供電模式,為了降低改造成本,在加入光伏輔助電源時可不改變原有配電線路,僅通過光伏發(fā)電與原有配電網(wǎng)絡(luò)進行“H型”接入進行電氣控制切換。當(dāng)原有配電網(wǎng)絡(luò)正常運行時,可由原網(wǎng)絡(luò)為區(qū)間設(shè)備供電,當(dāng)原有主輔配電網(wǎng)絡(luò)均出現(xiàn)故障時可自動切換至光伏系統(tǒng)及儲能裝置供電。根據(jù)鐵路信號系統(tǒng)的要求,區(qū)間信號供電中斷時間不能超過0.15s,因此光伏電源與配電網(wǎng)絡(luò)電源切換時間應(yīng)滿足其安全要求。(3)監(jiān)控系統(tǒng)模塊設(shè)計為滿足鐵路區(qū)間設(shè)備供電高可靠性的要求,監(jiān)測模塊包含對雙供電電源的監(jiān)控和對“H型”接入控制的監(jiān)控,實時反饋系統(tǒng)的運行狀態(tài),保障供電系統(tǒng)的可靠性;輔助電源在原有配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時應(yīng)起到獨立供電的作用,因此其應(yīng)具有儲能裝置,且應(yīng)具有較足夠的能量儲備。將儲能裝置其作為監(jiān)測模塊的備用供電,可實現(xiàn)故障狀態(tài)的記憶保護,即使在配電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)均出現(xiàn)故障的情況下,依然可以通過備用電源完成故障記憶功能,實現(xiàn)鐵路區(qū)間設(shè)備供電的智能監(jiān)測。

6結(jié)語

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