高压说明书.doc

一.概述:GYK型高压直流电源是武汉科技大学针对静电涂油机的电场近似开路、电流小的运行环境专门设计的,其主回路采用反并联可控硅调压控制,控制回路采用电压环和电流截止环,以保证电压稳定,并能自动完成闪络降压灭弧和重新升压的过程.该电源具有短路、限流、限压等保护功能,并具有操作方便、检修容易、运行可靠等优点.二.设备性能:1. 型号: 型号:GYK-2-80KV/5mA2. 额定输入电压:220V 额定输入电流:3.5A3. 额定输出电压:80KV 额定输出电流:5mA4. 直流方式:全波桥式5. 工作方式:长期连续三.设备使用条件:1. 在无剧烈振动、无易燃、易爆和严重腐蚀性气体的场合.2. 工作环境温度不大于45,相对湿度不大于85%.3. 户内使用，海拔高度不超过1000米.四.工作原理:(一) 主回路工作原理: 主回路电路图见附图1.单相380V电网电压经空气开关K1,交流接触器CJ1,电抗器DK,主路熔断器RD1和 两只反并联可控硅SCRI和SCR2调压后,加到高压变压器GB,升压经硅堆全波整流出直流负高压,通过阻尼电阻RG1、 RG2,送涂油机涂油刀梁,使油液雾化并吸附到钢板上. 主回路中B2是电流互感器,它取出一次电流信号供电流反馈用.四只压敏电阻YM1-YM4,吸收主回路中的浪涌电压,阻容Rb、Cb并联在可控硅阴阳板之间,以吸收可控硅换向过电压.阻尼电阻RG1、RG2用以在电场闪络时吸收高频电压和限制冲击电流,保护高压电缆及高压变压器.RUF1和RUF2为高压检测电阻,RUF3是电压取样电阻,RIF是电流取样电阻,这些电阻均安装在变压器中.电压取样信号UF由变压器上标注“KV”端引出,电流取样信号IF由变压器上标注“MA”端引出.操作回路电源由熔断器RD2,操作电源开关K2引入.B1是控制电源变压器为控制回路提供降压后的交流电源.(二) 控制回路工作原理 控制回路电路图见附图2,本控制回路主要由U1、U2、U3三片四运放集成电路LM324、U4集成触发器KC05及U6、U8三端稳压器等组成给定积分单元、电压调节单元、移相触发单元、电压反馈单元,电流反馈单元、保护单元及稳压电源单元等组成.1. 给定积分单元该单元由集成运放U1A、电阻R3-R8、电容C1、C2、电位器W2及场效应管T1等组成.其作用是将柜门上电压给定电位器W1提供的阶跃电压信号变换成缓慢上升的电压信号,以避免因输出电压过快而造成高压变压器的冲击.电位器W2用于调节积分器斜率,也就是调节信号上升的速率.场效应管T1为电子开关,其作用是保证系统运行前及故障保护时电压给定信号为零.电容C2为积分电容.2. 电压调节单元 该单元由集成运放U1B,电阻R9-R17,电容C3-C6、电位器W3及场效应管T2等组成，它是一个比例积分调节器.其作用是将电压给定信号和电压反馈信号进行比例积分调节,以保证输出电压稳定.电位器W3调节比例系数，适当调节此参数,将使系统稳定.电容C6为积分电容,电容C5为消除高频震荡.同样,场效应管T2为电子开关,其作用是保证系统运行前及故障保护时调节器输出为零.3. 移相触发单元 该单元由集成触发器U4、电阻R18-R26、电容C7-C9、电位器W4、三极管T3等组成.集成触发器U4为可控硅移相触发器KC05，它具有锯齿波线形好，移相好范围宽，控制方式简单，有失交保护，输出电流大等优点。它的8脚输出两个相位相差180的脉冲,经R26T3组成的功放电路放大,送到脉冲变压器B3去触发可控硅.R23C8的值决定了锯齿波的斜率.R24C9的值决定脉冲宽度,同步交流18V电压通过R22加至U4的15脚和+15V电源端16脚. 6脚是触发器输入端，输入电压越高，输出脉冲就越前移，可控硅输出电压就越高。元件D6R20R21W4组成限幅电路,调节W4就限制了脉冲的前移范围,也就限制了最大输出电压.4. 电压反馈单元:该单元由集成运放U2AU2BU2C场效应管T4电位器W6W7W8及电容C11C12电阻R40-R54组成.三个运放均组成为反相比例放大器,将变压器上“KV”端取来的电压取样信号UF,经R40T4反相隔离放大,再经运放U2AU2B再次放大得到电压反馈信号,送电压调节单元及保护单元.调节W7可改变电压反馈信号的大小.而经运放U2AU2C放大的电压信号送到远控表进行电压显示.调节W8就可改变远控表的显示值.5. 电流反馈单元:该单元由集成运放U1CU1B稳压管D9电位器W5及电阻R27-R32电容C10组成.运放U1CR27D8组成交流放大器,将互感器B2检恻到的弱小电流信号进行放大整流,经U1B再次放大后,通过5V稳压管送电压调节单元.涂油机正常工作时,高压电流很小,信号被5V稳压管挡住,不能送到电压调节单元.短路时电流增大.电流反馈信号也增大,并超过5V,穿过稳压管送到电压调节单元,使触发器给定电压减小(即U1B输出电压减小),高压变压器输出电压减小,电流也将减小,使短路电流控制在限定值(设定为4mA)内.6. 保护单元:该单元由集成运放U3A-U3D三极管T5二极管D10D11D12电位器W9-W11.电阻R60-R80电容C13-C15等组成.运放U3A组成反相差值放大器,它将电压给定信号和电压反馈信号的差值进行放大,经U3B反相后,送运放U3CU3B电位器W9调节差值放大倍数.运放U3CU3D组成二个相同的比较器,U3C的输出控制电子开关T1T2,U3D的输出经R78T5放大后控制中间继电器J1,给PLC发出故障信号.电位器W10.W11分别调节两比较器的比较门槛,通常设定为4.8V.正常工作时,电压给定与反馈信号的差值小于4.8V,两比较器输出均约-13V,使电子开关T1T2断开,给定积分单元和电压调节单元正常输出；三极管T5截止,中间继电器J1不工作.当闪络故障发生时,差值信号就大于4.8V,两比较器输出均约+13V,使T1T2接通,给定积分单元和电压调节单元输出均为零,高压变压器输出也为零；这时T5导通,中间继电器J1吸合,发出故障信号.另外,在高压启动前,-15V电源信号通过接触器CJ1的常闭点,经R68D10R70送到U3C的反相端,使U3C输出约+13V左右信号,同样使高压变压器输出为零.7. 稳压电源单元:该单元由三端稳压器7815和7915分别产生+15V和-15V两路直流电源,供控制系统使用.五.调试步骤（一） 开环调整1.将高压电缆从变压器端拔出，打开H1和H3，合上H2。2.送电将W1调至最大，调整W3，使输出电压KV表指示为75KV。3.调整W4，使输出电压最高限制在70KV。4.测量P1电位，调整W7，使P4电位等于P1电位。（二） 闭环调整1.将高压电缆插入变压器中，打开H2和H3，合上H1。2.送电调整W1，使输出电压至最高，此时P1电位基本等于P4电位。3.调整W7，使高压最高工作电压在65KV。注意：我们通常是通过调整电压反馈大小来控制高压最高工作电压的。（三） 过流调整1.打开H3，短路电场2.送电，调整W5，使电流mA表指示为4mA。（四） 闪络保护调整1.先合上K2，调整W10、W11，使U3C、U3D的10脚电位为2.8V2.合上H3，送电作闪络试验（六）操作台KV表调整开机升压后，调整W8，使操作台KV表与高压控制柜KV表指示相对应。六.安装与使用1. 安装前应全面检查各部件是否完整，控制柜各连线有无脱落和松动，所有接头螺钉应拧紧。2. 认真作好清洁工作，仔细擦去各元件上及连接头上的尘土。3. 高压变压器和控制柜的接地端子都必须可靠接地，接地电阻不得