一种电涡流测功机的励磁电流控制电路的制作方法
【专利摘要】一种电涡流测功机的励磁电流控制电路。它是由PIC18F458单片机控制，可实现电涡流测功机励磁线圈电流控制。整个电路包括单片机、同步电路、驱动电路、可控整流电路、通信电路。单片机利用通信电路接收上位机加载控制信息，然后根据控制信息以及同步信号发出触发脉冲，触发脉冲经驱动电路放大后触发可控整流电路。脉冲触发时刻的改变可以改变可控整流电路输出电压大小，因而改变电涡流测功机励磁线圈的励磁电流大小。这种电涡流测功机的励磁电流控制电路控制精度高、成本低、稳定可靠，并能够有效降低加载实验装置的能源损耗。
【专利说明】一种电涡流测功机的励磁电流控制电路
所属【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及一种电涡流测功机的励磁电流控制电路，特别涉及一种基于单片机控制的电涡流测功机的励磁电流控制电路。
【背景技术】
[0002]电涡流测功机主要用于动力机械加载测功试验中。电涡流测功机的励磁电流控制电路主要包括由晶闸管组成的可控整流主电路、获得同步信号的同步电路以及获得晶闸管门极触发脉冲的触发电路。触发电路中，实现触发脉冲随控制信号变化作相位移动的控制为移相控制。移相控制是晶闸管相控触发电路的重要环节。现有的相控触发电路有的是采用RC积分延时、单结晶体管比较后产生触发脉冲的电路，这种电路存在控制不精确的问题。有的是微机控制相控触发电路，采用延时移相控制的方法实现移相控制，这种电路控制精确但成本较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型专利的技术任务是针对现有励磁电流控制电路的不足，采用单片机及外围电路实现移相控制，是一种适合小型电涡流测功机使用，能实现移相精确控制、性价比较高的励磁电流控制电路。
[0004]本实用新型专利解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种电涡流测功机的励磁电流控制电路，根据加载控制信息和同步信号，利用驱动电路以及可控整流电路，控制电涡流测功机励磁线圈的励磁电流，实现加载控制，整个装置由单片机、同步电路、驱动电路、可控整流电路、通信电路组成。
[0006]单片机由PIC18F458单片机实现，通过通信电路与上位机进行数据交换，单片机根据接收到的上位机加载控制信息，实现触发脉冲移相定时控制，发出一定宽度的触发脉冲。
[0007]同步电路利用同步变压器、过零比较器获得正弦交流电自然换相点即同步信号。
[0008]驱动电路利用脉冲放大电路,功率放大电路将触发脉冲放大后触发可控整流电路。
[0009]可控整流电路为单相桥式半控整流模块，内部集成续流二极管。
[0010]本实用新型的有益效果是，采用单片机及外围电路实现触发脉冲随控制信号的移相控制，可以改变可控整流电路输出电压以及励磁线圈的励磁电流大小，其控制精确且成本低，加载实验装置的能源损耗小。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0012]图1为本实用新型的电路原理图。
[0013]图中，1.单片机，2.同步电路，3.驱动电路，4.可控整流电路，5.通信电路。
【具体实施方式】
[0014]在图1中，一种用于电涡流测功机的励磁电流控制电路其主要组成部分包括单片机(I)、同步电路(2)、驱动电路(3)、可控整流电路(4)、通信电路(5)。
[0015]单片机(1)PIC18F458通过通信电路(5)MAX232与上位机进行数据交换，根据接收到的上位机加载控制信息，确定触发脉冲移相定时时间，定时时间对应可控整流电路控制角d。单片机定时器TMRl实现移相定时；单片机定时器TMRO实现触发脉冲的脉宽定时。
[0016]同步电路(2)的同步变压器Tl 一次绕组接单相交流电，二次绕组输出的F弦信号经过限流电阻Rl、R2以及过零比较器LM311整形后变为方波，整形后的信号接单片机的外部中断O即INT0，R3为上拉电阻。单片机外部中断O设置为边缘触发方式。当正弦波正半周开始时，同步电路在单片机的INTO引脚产生矩形波信号上升沿，上升沿触发单片机响应外部中断0，此时刻即为正弦交流电自然换相点即同步信号。
[0017]由于控制角d为晶闸管触发脉冲前沿与自然换相点的时间间隔，由同步电路(2)得到的正弦交流电自然换相点开始，单片机TMRl开始计时，以控制角α对应的延时时间确定触发脉冲产生的时刻，定时时间结束时发出触发脉冲。在第一个触发脉冲的触发时刻TMRl再重新计时，计时1ms (180° )后，得到交流电负半周的第二个触发脉冲。周而复始，可得到一系列触发脉冲。
[0018]内部定时器TMRO专门用作触发脉冲宽度的定时。在每一次TMRl定时终了，当单片机PR0TD.7 口为高电平发出触发脉冲的同时，也启动TMRO。TMRO定时终了时使PR0TD.7口为低电平结束触发脉冲，TMRO的定时时间即为触发脉冲宽度。一般触发脉冲的宽度要求在5°到15°之间，本电路选取脉宽为9°，对于50Hz的交流电，对应的时间恰为0.5ms。
[0019]单片机的PR0TD.7 口输出触发脉冲，触发脉冲经驱动电路(3)的脉冲放大电路，功率放大电路放大后触发晶闸管。驱动电路(3)的R4为基极电阻，功率放大器件V3采用MOSFET,为加快其开关速度，用由PNP-NPN晶体管Vl和V2构成的互补式电路驱动MOSFET的栅极。PR0TD.7 口输出高电平时MOSFET导通，脉冲变压器T2将触发脉冲送往晶闸管的门极。PR0TD.7 口输出低电平时，MOSFET关断，触发脉冲消失。电路中:R5为限流电阻，Cl为加速电容，Dl为续流二极管，D2、D3为反向保护二极管。
[0020]可控整流电路(4) Ml (VHF36)为单相桥式半控整流模块，内部集成续流二极管。可控整流电路输出电压大小可控的直流电压。
[0021]电涡流测功机励磁线圈为感性负载，L和R分别为等效电感和等效电阻。
[0022]整个控制装置置于同一块印刷电路板上。单片机控制电路与可控整流电路利用脉冲变压器实现电隔离。
【权利要求】
1.一种电涡流测功机的励磁电流控制电路，利用可控整流电路，控制电涡流测功机励磁线圈的励磁电流，其特征是，PIC18F458单片机通过通信电路与上位机进行数据交换，单片机根据接收到的上位机加载控制信息，实现触发脉冲移相控制，发出触发脉冲，整个控制电路由单片机、同步电路、驱动电路、可控整流电路、通信电路组成。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征是，同步电路利用同步变压器、过零比较器获得正弦交流电自然换相点即同步信号。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征是，驱动电路利用脉冲放大电路，功率放大电路将触发脉冲放大后触发可控整流电路。
4.根据权利要求1所述的电路,其特征是,可控整流电路为单相桥式半控整流模块，内部集成续流二极管。
【文档编号】G05B19/042GK204116856SQ201420230175
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】张吉卫 申请人:山东交通学院