6ES7231-7PC22-0XA0详细使用
中频电源的启动性能是重要的性能指标,它的好坏直接影响设备的品质和使用性能。启动问题一直是业内研究的重点和难点,人们采用各种方法改善启动性能,如:充电启动法、并联启动法、他激转自激法、预充磁启动法等,这些方法在一定程度上改善了启动性能,但这些传统的启动方式还是存在线路复杂、成本较高、故障率高等缺点。为降低设备成本、优化和简化设备结构,在工程实践中摸索出了一种全新的启动方式——零压启动。本文对其结构原理加以阐述。
1 零压启动装置的结构和工作原理
1.1 零压启动装置的结构
零压启动是一种全新的启动方式,它没有额外增加任何辅助装置,线路简洁,成本低,经长期生产实践检验,其启动性能非常优越。
图1为逆变主电路的原理图,L0是启动磁环,TA是电流互感器,TV是电压互感器,分别为反馈电路提供检测电流和检测电压信号。
图2为反馈电路的原理图,T是隔离变压器,RP是逆变角调整电位器,VDl~VD4是反并联二极管。
1.2 零压启动的工作原理
零压启动是利用干扰信号使负载LC起振,产生自激振荡,反馈电路捕捉自激信号,控制电路则对信号进行放大整形,输出与负载振荡频率同步、相位相差180°的控制脉冲,控制逆变桥晶闸管。具体过程是:电路通电时,各种干扰信号通过RC吸收电路以及分布电容耦合至负载电路,撞击负载LC使之产生自由振荡,电流互感器TA、电压互感器TV将振荡电流和电压信号传递至反馈电路,两信号在反馈电路中叠加合成,之后送入逆变控制电路,控制电路产生信号脉冲控制逆变晶闸管。
零压启动的技术关键是如何捕捉微弱的自激信号。为此反馈电路采用了高变比(1:500)的电流互感器TA,并在电流反馈回路中串联四只反并联二极管VDl~VD4,当信号微弱时,二极管工作在非线性区域,从而可以获得较高的输出阻抗与隔离变压器T匹配。在电源正常工作时,VDl~VD4又呈现较小的正向电阻,与反馈信号较强相均衡。T为高输入/输出电阻隔离变压器,逆变触发电路的输入级为高输入内阻、高灵敏度的集成放大电路。采取该技术措施后即便自激信号再微弱也能将其捕获进行处理,形成逆变桥晶闸管所需的有效触发信号,实现了用自激信号直接启动电源的目的。
由于谐振回路等效电阻较小和补充能量的不足,在负载谐振电路产生有效自激信号的时间很短,加之对自激信号进行处理的电路有延时陛,在启动瞬间不易捕捉到自激信号,容易造成逆变失败。为此,在负载谐振回路设置一个启动磁环L0,如图l所示。其原理是:在负载回路振荡期间,L0两端必产生一个自感电动势,该自感电动势总是阻碍原来电流变化的。即在相同的启动时间内减少了自激信号的衰减速度,使产生自激信号的周期数增加,为捕捉自激信号赢得了时间,提高了启动的可靠性。由于L0是磁环,只有在电流很小时才起作用,电源启动后很快会磁饱和,不会对电源正常工作产生影响。
关于零压启动的原理业内有很多争论,也有很多提法,一直没有明确的说法和定论,本文认为零压启动的关键诱因就是干扰信号,启动时干扰信号越强越容易启动。电抗器LD有滤波作用,若将其短路则有助于启动,而在其后直流电压端(图1中VT1至VT4间)并联一电容将干扰信号滤除则很难启动;若将逆变桥斜臂(VT1、VT3或VT2、VT4)短路,干扰波能顺利越过逆变桥,很容易使电源启动,特别是对并联机非常有效,并联机常常以此作为辅助启动的手段。
2 性能比较
与其它启动方式相比,零压启动具有无可比拟的优势。
是启动平稳,零压启动是从零电压开始逐渐启动的,启动过程没有任何冲击,特别是重载启动优势更为明显;线路结构简单,基本没有增加额外的辅助装置,不像其他方式都有一套专门的启动装置;元器件少、故障率低、成本低,容易检修
下面用一个简单的例子来说明PLC的扫描工作过程。图1-6给出了PLC的外部接线图和梯形图,起动按钮SB1停止按钮SB2和热继电器FR的常开触点分别接在编号为X0~X2的PLC的输入端,交流接触器KM的线圈接在编号为Y0的PLC的输出端。图1-6b是这4个输入/输出变量对应的I/O映像寄存器,图l-6c是PLC的梯形图,它与图1-3所示的继电器电路的功能相同。应注意,梯形图是一种软件,是PLC图形化的程序。图中的X0等是梯形图中的编程元件,X0~-X2是输入继电器,Y0是输出继电器。梯形图中的编程元件X0与接在输入端子X0的SBl的常开触点和输入映像寄存器X0相对应,编程元件Y0与输出映像寄存器Y0和接在输出端子Y0的PLC内部的输出电路相对应。
梯形图以指令的形式储存在PLC的用户程序存储器中,图l-6中的梯形图与下面的5条指令相对应,“;”之后是该指令的注释。
LD X0 :接在左侧母线上的X0的常开触点
OR Y0 ;与X0的常开触点并联的Y0的常开触点
ANI X1 ;与并联电路串联的X1的常闭触点
ANI X2 ;串联的X2的常闭触点
OUT Y0 ;Y0的线圈
图1-6中的梯形图完成的逻辑运算为
Y0=(X0+Y0)·X1·X2
在输入处理阶段,CPU将SBl,SB2和FR的常开触点的状态读入相应的输入映像寄存器,外部触点接通时存入寄存器的是二进制数l,存入0。
执行第l条指令时,从X0对应的输入映像寄存器中取出二进制数并保存起来。执行第2条指令时,取出Y0对应的输出映像寄存器中的二进制数,与X0对应的二进制数相“或”(电路的并联对应“或”运算)。
执行第3条或第4条指令时,分别取出xl或X2对应的输入映像寄存器中的二进制数,因为是常闭触点,取反后与前面的运算结果相“与”(电路的串联对应“与”运算),存入运算结果寄存器。
执行第5条指令时,将运算结果寄存器中的二进制数送入Y0对应的输出映像寄存器。 在输出处理阶段,CPU将各输出映像寄存器中的二进制数传送给输出模块并锁存起来,如果Y0对应的输出映像寄存器存放的是二进制数1,外接的KM的线圈将通电,将断电。
如果读入输入映像寄存器X0~X2的均为二进制数0,在程序执行阶段,经过上述逻辑运算过程之后,运算结果仍为Y0=0,KM的线圈处于断电状态。按下起动按钮SBl,X0变为l状态,经逻辑运算后Y0变为1状态,在输出处理阶段,将Y0对应的输出映像寄存器中的1送到输出模块,PLC内Y0对应的物理继电器的常开触点接通,接触器KM的线圈通电.
1 零压启动装置的结构和工作原理
1.1 零压启动装置的结构
图2为反馈电路的原理图,T是隔离变压器,RP是逆变角调整电位器,VDl~VD4是反并联二极管。
1.2 零压启动的工作原理
2 性能比较
与其它启动方式相比,零压启动具有无可比拟的优势。
是启动平稳,零压启动是从零电压开始逐渐启动的,启动过程没有任何冲击,特别是重载启动优势更为明显;线路结构简单,基本没有增加额外的辅助装置,不像其他方式都有一套专门的启动装置;元器件少、故障率低、成本低,容易检修。