第四章25Hz电源.ppt

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1、1一、一、25 Hz25 Hz分频器分频器 二、二、25 Hz25 Hz电源屏电源屏 三、三、25 Hz25 Hz分频器、电源屏测试维修及调整方法分频器、电源屏测试维修及调整方法 四、电子四、电子25 Hz25 Hz电源电源 第四章第四章 25 Hz 电电 源源 2一、一、25 Hz分频器分频器 25Hz分频器的铁芯有田字型和两个口字型铁芯组成的三柱型铁芯。目前，不在采用口字型分频器。25 Hz分分频频器器工工作作原原理简要介绍理简要介绍 如图所示是两个口字型铁芯组成的三柱铁芯，两个外柱绕有各自的输入线圈W1，在中央柱上绕有输出线圈W2，并于电容C并联构成25Hz谐振槽路。分频器结构原理图 W

2、1W1W2123由于一次侧绕组是正向串联，并匝数相同，所以产生的磁通1与2相等（理论上），在中心铁柱上方向相反，因此，在一、二次绕组间没有直接的磁通耦合。25Hz变频器的激磁振荡到稳定输出的过程如下：1.当电源合闸瞬间，50Hz 220V电流I1经二极管D流入一次绕组W1，在铁芯和上产生磁通1和2。在中间磁柱上1和2方向相反，但是两个铁芯及线圈不可能完全相等。假设铁芯所产生的磁通大于铁芯所产生的磁通，即21，这样在W2中就会产生感应电流，感应电流的方向由电容C的右边流向左边，给C充电。2.50Hz 220V电源负半波时，因二极管反相，W1中没有电流I1=0，1=2=0。储存在电容器C中的能量释

3、放，向谐振线圈W2放电，在中间铁芯上产生磁通C，其方向向下。43.在电容器C还没有放电的情况下，电源电流又变为正半波，在W1线圈中产生I1，在铁芯和中产生1与2，在中心柱上使铁芯中的磁通变为2+C，而在铁芯中的磁通变为1-C，于是使得铁芯饱和，电感变小，铁芯不饱和，电感L变大。由于电源的能量总是大于输出的能量，1C。中心柱由于1的磁通变化，产生了自电容器左边流经右边的反向充电电流，使电容器C产生左正右负的电压。4.当电源电流又经过负半波，一次侧又没有输出I1=0，1=2=0，储存的电容器C中的能量再次向W2放电，放电电流“2”点相反。5.在C还未放完时，电源正半波又输入W1，于是又产生1和2，

4、此时在中心柱上铁芯中的磁通2与C相反，铁芯不饱和而饱和，产生电流又使C充电，其充电电流方向又变为自电容器右边向左边流动。这样，在负载RH就产生25Hz的谐振电压。n变频器波形如图，其中：（a）为50Hz电源波形；（b）为输入线圈W1的波形；（c）为谐振电容器的波形，即输出波形。n从上述原理可知，变频器的输入电压的频率为50Hz，而输出电压的频率为25Hz，变频器电感的变化与50Hz周期相同，在起振过程中外部的能量（电源能量）必须大于系统本身消耗的能量，才能保证完成起振过程，使其建立稳定的振荡过程。6电动机拖动一软铁叠片，使RLC电路中的电感以2角频率周期性地变化，满足一定条件时，系统将发生振荡

5、，这种振荡叫参数激励振荡。参数激励振荡原理图 7“田”字型分频器电路图“田”字型分频器是指铁心呈“田”字型，它具有两个按直角设置的线圈一次输入绕组WH和二次谐振槽路的绕组WK，一次输入绕组经二极管接入50 Hz 220 V交流电源，二次谐振绕组与谐振电容CK构成25 Hz振荡回路。8 25 Hz分频器特性分频器特性 具有频率稳定特性 产生参数振荡就在f0这个窄的矩形参数谐振曲线内，在这个边界上振荡振幅发生急剧的跃变，一但谐振起来就是频率f0，凡是在频率f0以外的均不产生参数振荡，因此25 Hz频率非常稳定。参数激励振荡谐振特性图 9 具有稳压特性具有稳压特性 当磁化曲线进入饱和段后，电感L变化

6、很小，谐振线圈中产生的感应电势变化很小，使谐振槽路中电容器上充放电的电压几乎不变，因此分频器输出的25 Hz电压相当稳定，波动范围小于额定输出电压的5%，所以输出不需再进行稳压。参数激励振荡稳压特性图 10 具有超级隔离和双向滤波特性具有超级隔离和双向滤波特性 参数振荡原理的25 Hz分频器实质上是一个闭合的保守系统，其能量不能跃变，即能抑制电源电压的尖峰和凹坑，使它不能传输到负载，也能抑制负载跃变电流，使它不会渗透到电源电路，也就是说，电源电压中的尖峰及其他高次谐波均不会影响输出电压的波形。因此说25 Hz分频器具有双向抗干扰及滤波的能力。11 具有自动保护功能具有自动保护功能 当电源电压为

7、额定值时，电路起振，输出端产生幅值为V2的电压。如果输入电压降低到V1小于V1C时，电路停振，V2为零。如果输入电压升高到V1V1A时，V2幅值下降，当V1大于某个电压值时，V2也为零。因此当电源电压大幅度降低与升高时，其输出电压均为零，从而实现了降压与过压保护，25 Hz分频器能保证 V1在160260V正常工作，V1过低或过高25 Hz分频器均不起振。分频器的动特性图 12 过负荷的短路保护特性过负荷的短路保护特性 参数激励振只能在一定条件下才能维持，这意味着负载消耗的功率和输出回路线圈内的损耗功率靠电源进行补偿，这种能量的补偿是通过输出振荡回路的谐振电感的变化来完成的。由于电压变化深度被

8、磁化曲线的饱和区所限制，所以一定频率下从电源传输到输出回路的能量是有限的，当负载功率和损耗功率之和超过由于谐振电感的变化而传输到该回路的功率时，维持振荡的条件被破坏，因而停振，当输出回路被短路时，输出回路上的电容也即短路，回路自然停振，因此说具有短路和过载的自动保护功能。当短路或过载消失，又立即自动起振，恢复正常状态。13 25 Hz分频器技术指标 铁心：“田”字型 容量：400 VA、800 VA、1200 VA 额定输入频率/输出频率：50/25 Hz 额定输入电压：220 V 允许输入电压波动范围：160260 V 额定负载时，输入起振电压：160260 V 额定负载时，输入工作电压：1

9、50260 V 当电源电压在160260 V范围内变化，负载由三分之一额定负载至满载变化时，分频器输出电压：220 V6.6 V（3%）。分频器在输入电压变化及输出负载变化与（8）相同条件下，其输出25 Hz电压波形中，含50 Hz谐波成分不得大于3%。14 分频器25 Hz输出波形的失真度不大于20%。50 Hz输入主、副电源转换，分频器的25 Hz输出电压不允许出现瞬间高电压。分频器温升：当环境温度为+40时，输入电压为额定值时，输出电流为额定负载，其温升不大于65。15二、二、25 Hz25 Hz电源屏电源屏 25 Hz 25 Hz电源屏的种类电源屏的种类 序号型号额定容量VA容量分配轨

10、道区段数量轨道VA局部VAPXT-800/2580040040020PZT-1600/251 6008008002040PZT-2000/252 0001 2008004060PDT-4000/254 0002 4001 6006012016 25 Hz电源屏技术指标 电源屏输出的25 Hz局部电压超前轨道电压90。主、备25 Hz电源的转换方式为手动方式。小站屏轨道电源为两路输出，中、大站屏轨道电源为四路输出（大站屏每个轨道分频器为两路输出）。当电源屏轨道电源任何一路的负载阻抗小于或等于分频器的额定负载阻抗的四分之一时，应将该路自动切除。整屏启动时间不大于1.0 s。外型尺寸：600 mm8

11、00 mm1800 mm。电源屏的输出端子采用信号18柱端子。17 25 Hz 25 Hz电源屏控制电路电源屏控制电路 继电器名称符号类型相位检查继电器XJJJRJC170/240转极继电器ZJJWJXC480轨道电源控制继电器GKJJWJXC480负载检查继电器FJJJZXC48018分频器相移特性图 定相电路和转极电路定相电路和转极电路 为了使两分频器输出电压有90相位差，只需将两个分频器次侧输入50 Hz电源电压相位差180连接便可实现。19分频器控制电路和原理图 当局部分频器输出电压超前轨道分频器输出电压90时，相位检查继电器XJJ吸起，输出电压相位正确。当局部分频器输出电压滞后于轨道

12、分频器输出电压90时，相位检查继电器XJJ翼板向下吸引，而转极继电器ZJ线圈通过相位检查继电器XJJ的常闭接点21、23，由直流24V电源供电，使转极继电器ZJ动作，用ZJ接点11、12和21、22将轨道分频器外供电的相位改变180，以保证输出的局部电压保持超前轨道电压90。20三、25 Hz分频器、电源屏测试维修及调整方法 25 Hz分频器特性测试仪表的选用 50 Hz谐波成分测试用瓦特表、选频表；25 Hz分频器输出波形失真度测试采用失真度测试仪；其他采用电磁式仪表。分频器特性测试 分频器测试电路图 2150Hz谐波成分测试原理图 起振电压测试；允许电压波动范围测试；输出功率测试；50 H

13、z谐波成分测试；25 Hz分频器输出波形失真度测试。22 25 Hz电源屏使用、维修注意事项及调整方法 25 Hz分频器工作电压范围是随一次线圈匝数多少而异，当分频器一次侧线圈匝数偏少时，起振电压低，分频器工作电压偏低，当分频器一次线圈匝数偏多时，起振电压高，分频器工作电压范围偏高，因此分频器一次线圈匝数应调整适当。谐振槽路电容应选择适当，当电容量大时，过载能力强，但电容电流增加，导至谐振线圈导线温度升高。即使电容选得合适，当负载为空载时，较大地电容电流都流经谐振线圈，从而使谐振线圈发热，因此分频器应避免长期空载运行。分频器组装时，铁心空气隙要小，以保证分频器输出的25 Hz波形对称，使50

14、Hz谐波分量较小，易于达到技术指标。23 分频器输出电压因铁心的磁饱和程度不同而异，如发现输出电压偏离额定值较高时，可改变谐振电容的电压，将其谐振绕组的匝数降低，使电容电压降低，从而使输出电压下降。当输出电压降低时，则增加谐振绕组的匝数，使电容电压提高，从而使输出电压上升。当分频器一次侧二级管击穿，短路或谐振槽路电容断线时，分频器均无输出，此时应停机进行检查。分频器容量大小取决于谐振槽路的谐振电容，因此谐振回路电容连线要牢固，否则电容量减少，使分频器容量下降，同时使输出25 Hz波形发生畸变。在25 Hz电源屏中，采用CBBT型电容器，它是用聚丙烯膜为介质和在介质上真空蒸发一层金属层为电极，它

15、具有电气性能好、自逾性能强等特点，被广泛用在交流电路中。分频器二次输出绕组抽头较多，输出电压可以自由选定或调节输出电压的高低。24 25 Hz电源屏的其他有关问题的几点说明 25 Hz电源屏的输入总电流为：均衡器原理图 由于25 Hz电源屏的轨道线束引出室外，因此在各轨道输出端应加设防雷装置。25 Hz电源屏内不设停电监督电路。由于25 Hz电源屏是单相负载，在设计时要考虑三相电源的各相负载均衡。为此应在25 Hz电源屏输入端接入三相变单相的均衡器，用来改善三相不平衡。25四、电子25 Hz电源 25Hz电子变频器模块的特点 输出电压、频率稳定度高。输出波形好谐波含量低。局部轨道电路输出电压相

16、位锁定好。系统两路电源转换过程，断电瞬间（约0.15 s）电子变频器模块维持开机状态。保护功能完善可靠。采用大面积散热器，自然对流风冷技术，消除了因风机故障而导致变频器模块故障的隐患。结构合理，体积小便于维修。26 25Hz25Hz电子变频器模块的主要技术参数电子变频器模块的主要技术参数 输入电源：AC220V20%50Hz1Hz 整机效率：80%。功率因数：0.99。额定容量：轨道电源1200 VA：局部电源800 VA 输出电压：轨道电源220 V3%；局部电源110 V3%。输出频率：25 Hz1%。相位：局部电压相位超前轨道电压相位90。输入两路电源转换过程中断电，变频器维持开机状态时

17、间：0.15s。50 Hz谐波含量：1%。波形失真：2%。保护参数：输入电路过电压保护2805 V；输入电路过电压恢复2605 V；输入电路欠电压保护1505 V；输入电路欠电压恢复1705 V。27 单体电子单体电子25 Hz25 Hz电源模块电源模块 波形失真小，50 Hz谐波含量低于百分之一；输入电源切换时（0.15 s），输出0中断；由于采用锁相环技术，使局部电源与轨道电源相位差锁定在90，并且局部电源超前轨道电源90；具有谐波和无功阻断能力，减小电网的无功负荷（PFC），对电网无冲击（软启动）；效率高、体积小、重量轻。28电子25Hz单体电源框图 29 并联电子并联电子25 Hz25 Hz电源模块电源模块 该电源模块除具有单体模块的优点外还具有如下特点：25 Hz模块为“n+1”或“1+1”并联均流工作、即模块切换时输出0中断；由于采用并联技术，使主备电源均工作在半载的状态下，可靠性大力提高；由于采用并联技术，使输出功率可在线（不断电）增加。30并联电子25Hz电源模块框图