热工电源系统的检修与维护优秀PPT.ppt
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1、八、机柜八、机柜现场限制站的机柜内部均装有多层机架,现场限制站的机柜内部均装有多层机架,以供安装电源、限制器模件和各种以供安装电源、限制器模件和各种IO模模件之用。其外壳均接受金属材料件之用。其外壳均接受金属材料(如钢板或如钢板或铝材铝材),活动部分,活动部分(如柜门与机柜主体如柜门与机柜主体)之间之间保证有良好的电气连接,使其为内部的电保证有良好的电气连接,使其为内部的电子设备供应完善的电磁屏蔽。为保证电磁子设备供应完善的电磁屏蔽。为保证电磁屏蔽效果,也为了操作人员的平安,还要屏蔽效果,也为了操作人员的平安,还要求机柜牢靠接地,接地电阻应小于求机柜牢靠接地,接地电阻应小于4。输入信号要求输入
2、信号要求 一般的脉冲输人都是电压脉冲,一般的脉冲输人都是电压脉冲,PI模块对电平模块对电平范围和脉冲宽度是有确定要求的,脉冲电平过低范围和脉冲宽度是有确定要求的,脉冲电平过低或脉冲的宽度过窄或脉冲的宽度过窄(包括正脉冲和负脉冲包括正脉冲和负脉冲)都不合都不合理,有可能导致理,有可能导致PI不能识别该脉冲。不能识别该脉冲。八、机柜八、机柜现场限制站的机柜内部均装有多层机架,以供安现场限制站的机柜内部均装有多层机架,以供安装电源、限制器模件和各种装电源、限制器模件和各种IO模件之用。其外模件之用。其外壳均接受金属材料壳均接受金属材料(如钢板或铝材如钢板或铝材),活动部分,活动部分(如如柜门与机柜主
3、体柜门与机柜主体)之间保证有良好的电气连接,使之间保证有良好的电气连接,使其为内部的电子设备供应完善的电磁屏蔽。为保其为内部的电子设备供应完善的电磁屏蔽。为保证电磁屏蔽效果,也为了操作人员的平安,还要证电磁屏蔽效果,也为了操作人员的平安,还要求机柜牢靠接地,接地电阻应小于求机柜牢靠接地,接地电阻应小于4。为保证柜内电子设备的散热降温,一般柜为保证柜内电子设备的散热降温,一般柜内均装有风扇,以供应强制风冷气流。机内均装有风扇,以供应强制风冷气流。机柜顶部与风扇之间加有防止异物落入的网柜顶部与风扇之间加有防止异物落入的网格。为防止灰尘侵入,在与柜外进行空气格。为防止灰尘侵入,在与柜外进行空气交换时
4、,最好接受正压送风,将柜外低温交换时,最好接受正压送风,将柜外低温空气经过滤网过滤后压入柜内。在环境恶空气经过滤网过滤后压入柜内。在环境恶劣的场合劣的场合(如灰尘多、潮湿或有腐蚀性气体如灰尘多、潮湿或有腐蚀性气体的场合的场合),往往须要供应密封式机柜,冷却,往往须要供应密封式机柜,冷却空气仅在柜内循环,通过机柜外壳与外界空气仅在柜内循环,通过机柜外壳与外界交换热量,因此在这种机柜外壳上增设了交换热量,因此在这种机柜外壳上增设了很多纵向的散热叶片。很多纵向的散热叶片。为保证在特殊冷或热的室外环境下正常工作,还为保证在特殊冷或热的室外环境下正常工作,还须要为这种密封式机柜设计特地的空调装置,以须要
5、为这种密封式机柜设计特地的空调装置,以保证柜内温度维持在正常值。保证柜内温度维持在正常值。很多分散限制系统的机柜内设有温度自动检测装很多分散限制系统的机柜内设有温度自动检测装置,当机柜内温度超过正常范围时,产生报警信置,当机柜内温度超过正常范围时,产生报警信号,该信号可以接入操作员监控界面以便监视。号,该信号可以接入操作员监控界面以便监视。九、电源九、电源电源通常放在机柜的最上层电源通常放在机柜的最上层(如如Symphony)或最或最下层下层(如如T-XP),高效、稳定、无干扰的沟通供电,高效、稳定、无干扰的沟通供电系统是现场限制站正常工作的重要保证,而要做系统是现场限制站正常工作的重要保证,
6、而要做到这一点,首先需保证供应现场限制站的沟通电到这一点,首先需保证供应现场限制站的沟通电源的稳定牢靠,一般实行以下几种措施:源的稳定牢靠,一般实行以下几种措施:每一现场限制站均接受双相沟通电源供每一现场限制站均接受双相沟通电源供电,两相互为冗余;电,两相互为冗余;假如旁边有常常开关的大功率用电设备,假如旁边有常常开关的大功率用电设备,应接受超级隔离变压器,将其初级、次级应接受超级隔离变压器,将其初级、次级绕组间的屏蔽层牢靠接地,能很好地隔离绕组间的屏蔽层牢靠接地,能很好地隔离共模干扰;共模干扰;若电网电压波动很严峻,应接受沟通电若电网电压波动很严峻,应接受沟通电子调压器,快速稳定输入电压;子
7、调压器,快速稳定输入电压;为了保证限制的连续性,应装设不间断为了保证限制的连续性,应装设不间断供电电源供电电源UPS。DCS系统中的主要电源设备是系统中的主要电源设备是AC/DC转转换设备,主要包含三种类型:线性电源、换设备,主要包含三种类型:线性电源、开关电源和不间断供电电源开关电源和不间断供电电源UPS,其中线,其中线性电源现在已经基本不再运用。性电源现在已经基本不再运用。线性电源线性电源线性电源主要包括工频变压器、输出整流线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、限制电路及爱护电路等,如图滤波器、限制电路及爱护电路等,如图11-25所示。所示。线性电源是先将沟通电经过工频变压器变线性电
8、源是先将沟通电经过工频变压器变压,再经过整流电路整流滤波得到未稳定压,再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压,要得到高精度的直流电压,的直流电压,要得到高精度的直流电压,必需经过电压反馈调整输出电压,这种电必需经过电压反馈调整输出电压,这种电源技术很成熟,可以达到很高的稳定度,源技术很成熟,可以达到很高的稳定度,水纹也很小水纹也很小(可以达到可以达到5mV),而且没有开关,而且没有开关电源具有的干扰与噪声。电源具有的干扰与噪声。图图11-25但是,它的缺点是须要浩大而笨重的变压但是,它的缺点是须要浩大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,而
9、且电压反馈电路是工作在线性状态,大,而且电压反馈电路是工作在线性状态,调整管上有确定的电压降,在输出较大工调整管上有确定的电压降,在输出较大工作电流时,致使调整管的功耗太大,转换作电流时,致使调整管的功耗太大,转换效率低,还要安装很大的散热片。这种电效率低,还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的须要,将逐步被源不适合计算机等设备的须要,将逐步被开关电源所取代。开关电源所取代。开关电源开关电源开关电源主要包括输入电网滤波器、输入开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、限制电路及爱护电路等,如图限制电路及爱护电路等,如
10、图11-26所示。所示。开关电源各部分的功能如下所述。开关电源各部分的功能如下所述。(1)输入滤波输入滤波 消退电网消退电网(如电动机的启动、如电动机的启动、电器的开关电器的开关)和雷击等产生的干扰,同时也和雷击等产生的干扰,同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。(2)整流滤波整流滤波 将电网输入电压进行整流滤波,将电网输入电压进行整流滤波,为变换器供应直流电压。为变换器供应直流电压。图图11-26(3)逆变器逆变器 通过限制变压器的原边的通断,等价于通过限制变压器的原边的通断,等价于将原边的直流电平变成高频沟通电平,然后通过将原边的直流电平变成高频
11、沟通电平,然后通过高频变压器,起到将输出部分与输人电网隔离的高频变压器,起到将输出部分与输人电网隔离的作用。同时,每开关一次就将一份能量传递到副作用。同时,每开关一次就将一份能量传递到副边边(开关型电源变换的机理开关型电源变换的机理)。(4)输出整流滤波器输出整流滤波器 将变换器输出的高频沟通电将变换器输出的高频沟通电压整流滤波得到须要的直流电压,同时还防止高压整流滤波得到须要的直流电压,同时还防止高频噪声对负载的干扰。频噪声对负载的干扰。(5)限制电路限制电路 检测输出直流电压,并将其与基准检测输出直流电压,并将其与基准电压比较,进行放大。调制振荡器的脉冲宽度,电压比较,进行放大。调制振荡器
12、的脉冲宽度,从而限制变换器以保持输出电压的稳定。从而限制变换器以保持输出电压的稳定。(6)爱护电路爱护电路 当开关电源发生过电压、过电流短路当开关电源发生过电压、过电流短路时,爱护电路使开关电源停止工作以爱护负载和时,爱护电路使开关电源停止工作以爱护负载和电源本身。电源本身。协助电源协助电源 为限制电路和爱护电路供电。为限制电路和爱护电路供电。开关电源是将沟通电先整流成直流电,开关电源是将沟通电先整流成直流电,再将直流电逆变成沟通电,再整流输出所再将直流电逆变成沟通电,再整流输出所须要的直流电压。这样开关电源省去了线须要的直流电压。这样开关电源省去了线性电源中的变压器,以及电压反馈电路。性电源
13、中的变压器,以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整,而开关电源中的逆变电路完全是数字调整,同样能达到特别高的调整精度。同样能达到特别高的调整精度。开关电源的主要优点有体积小、重量轻开关电源的主要优点有体积小、重量轻(体体积和重量只有线性电源的积和重量只有线性电源的2030)、效、效率高率高(一般为一般为6070,而线性电源只有,而线性电源只有3040)、自身抗干扰性强、输出电压、自身抗干扰性强、输出电压范围宽及模块化等。范围宽及模块化等。开关电源的主要缺点:由于逆变电路中会产生开关电源的主要缺点:由于逆变电路中会产生高频电压,对四周设备有确定的干扰,须要良好高频电压,对四周设备
14、有确定的干扰,须要良好的屏蔽及接地。的屏蔽及接地。最终,我们对比一下两种电源的优缺点,线性最终,我们对比一下两种电源的优缺点,线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低效率低(35左右左右),须要体积浩大的散热片,而,须要体积浩大的散热片,而且还须要同样也是大体积的工频变压器,当要制且还须要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更浩大。开关电源的作多组电压输出时变压器会更浩大。开关电源的调整管工作在饱和和截止状态,因而发热量小,调整管工作在饱和和截止状态,因而发热量小,效率高效率高(75以上以上),而且省掉了大体积的变压器
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