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低功耗是電子產品設計永無止境的追求,伴隨技術的發展,目前隔離器和柵的功耗與過去相比,已經減小許多,性能和技術指標也得到提高。
產品的功耗是各個功能單元功耗的總和,只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低,增加產品的熱穩定性和壽命。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構成,其中單元是無源的限壓限流網絡,技術上進行低功耗改進的可能性非常小。主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術
輸出模塊可以根據負載的大小動態調整輸出模塊的輸出功率,從而減少自身的發熱。傳統的負載設計是根據額定負載的大小設計輸出功率,當輸出負載非常小時,多余的負載功率就耗散在儀表內部,從而時儀表自身發熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆,那么輸出驅動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在50歐姆的環境下,那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率轉換為儀表自身的發熱。如果時多路輸出將產生更多的熱量,而降低輸出模塊的額定功率在實際應用中又難以應付市場的復雜狀況。
自適應負載技術很好的解決了這個矛盾,此技術的原理圖示如下:
下表是對比的測試數據:
測試條件:電源24DC;負載變化 50歐姆~750歐姆
輸出模塊類型 標準輸出模塊自適應負載輸出模塊
模塊的耗散功率(50Ω) 320mW 10mW
模塊的耗散功率(250Ω) 220mW 10mW
模塊的耗散功率(500Ω) 120mW 10mW
模塊的耗散功率(750Ω) 20mW 10mW
從上表可以看到:自適應負載技術使得模塊的耗散功率是恒定在一個很低的水平,不會受到負載變化的影響。
負荷檢測可以根據負載的大小調整輸出功率,極大的減少了輸出模塊的發熱,用戶在定貨時無須說明負載大小,極大的方便了用戶的使用和緩解了庫存壓力。
2、 隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產品技術指標的重要單元。
目前隔離技術主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調制耦合,反饋調制耦合等多種形式,具體采用什么形式要根據產品的技術指標而定。 總的來講可以大致分為開關量號采用光隔離,模擬量號采用磁隔離的方式。從技術復雜程度來看,磁隔離比光隔離處理技術復雜,采用磁隔離技術, 設計者可以根據技術指標采用合適的設計方案,隔離的線性、精度可以根據產品要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術指標, 設計人員可以調整的方式很少,也不可能超過廠家提供的技術指標。由于功耗大,光電隔離也不能實現無源隔離。北京國電中自電氣有限公司采用電流互感模式、電流互感反饋模式、 電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補償模式等多種磁隔離方式。根據產品的特點選擇不同的磁隔離模式。
上述隔離模式中,電流互感功率補償模式是功耗低的模式,目前在新一代的無源隔離柵中使用,在保證技術指標的同時,降低了隔離單元的功耗。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎,決定產品的性能。目前流行的電源拓撲形式雖然非常多,也很成熟。但我們在隔離器和柵的電源設計中進行了技術創新,目前采用的參數式開關穩壓電源設計獲得了的發明專利。根據隔離器和柵的特點,參數式開關穩壓穩壓電源了效率,降低了電源的復雜程度。從工藝和成本上得到改進,減少了產品的故障率。
三、無源隔離器和柵
傳統的隔離器和柵均為有源,需要外接24V直流電源。而無源隔離器和柵不需要外接24V直流電源,接線數量減少了三分之一,降低了安裝和維護難度。因此,無源隔離器和柵的應用越來越廣泛,特別是在DCS和PLC系統的接口應用中,普遍采用無源隔離器和柵的設計模式
無源隔離器和柵的示意圖:
無源隔離器和柵是指無須外接24V直流電源,其工作所需要的能量來源于表示號的4 ~ 20mA電流。因此,無源隔離器和柵的功耗必須非常小,是一種功耗的設計應用。更低的功耗和更高的輸入、輸出線性是衡量無源隔離器和柵的關鍵指標。
四川涼山溫州盾開電氣有限公司地處浙江省溫州市樂清經濟技術開發區,地理位置優越,此處交通便利,本公司專業生產 電涌保護器,信號隔離器。 公司的經營戰略:樹立長期發展和競爭意識,在創造公平競爭環境,鼓勵競爭的前提下以客為尊,制定適應客戶的市場策略。公司的品質方針:站在客戶立場監控產品質量,以客戶滿意的產品為宗旨。公司的服務宗旨:以誠信為本!為客戶提供長期品質穩定的貨源及發展上的支持,使客戶經營綜合效益得到提高,在合作中建立“雙贏”的發展目標。公司精神: 重視溝通、協商、合作、不斷創新、服務 ,公司有完善的網絡銷售平臺,一批年輕、充滿朝氣、誠信、務實的銷售團隊,贏得了海內外客戶的信任與支持。
3.1該控制裝置有效的解決了目前各類電動閥門存在的關不嚴以及手動關嚴后電動又打不開,電動閥門限位開關、過力矩保護開關不易調整,以及電動閥門調整好后經過一段時間運行,又出現的關或開位置不理想的問題,有效地解決了電動閥門的內漏問題。
3.2 該控制裝置實現了型化、模塊化、免維護的設計思想,使得現場安裝調試非常簡單,既可以安裝在電動閥門的配電盤、抽屜柜中,也可以安裝在電動頭的內部,通過手持式的編程器可以直觀地對電動閥門進行參數設置,電動閥門調試好后不需要任何維護。這不僅適用于電動閥門制造企業升級換代產品,而且也適用于對已投運電廠的電動閥門進行技術改造。
3.3該控制裝置具有完善的各種保護功能,當電機發生短路、過載、過力矩、過熱、過電流、電機空轉等均有完善的保護,不會出現電動閥門電機燒毀的事故,同時各種故障均有記錄。
3.4該控制裝置徹底擺脫了傳統的被動控制方式,采用先進的智能化技術來模擬過力矩保護和限位保護,取消了需要進行復雜調整的機械式力矩開關、限位開關。
3.5 該控制裝置具有自學習功能,只要經過現場調試確定,模塊內部的處理器就自動建立了一套適用于該電動門的數學模型,處理器根據電動閥門中電機電流的變化,分析和判斷閥門以及電機的工作運行狀態,并將這些狀態息與建立的數學模型進行比較分析和運算,自動地進行修正,確保電動閥門開、關的準確定位。
4 控制裝置的構成及控制原理
ZDW-05B型控制裝置主要由定位器模塊MK、電流傳感器U1 、U2和電源開關K1這三部分組成,控制原理如圖一所示。
DCS- K、DCS-G分別是DCS控制系統或其他控制系統發送來的開和關的指令接點,電流傳感器U1 、U2將采集到的電機電流參數號輸入到模塊內部的處理器中,當電機正常工作時,模塊內部常閉接點(第5、6號接線端子)閉合,當閥門完全關閉或開展到位時,以及閥門出現嚴重卡塞現象、電動機斷相(任意相斷電)、電機單向運轉時間超過設定值等故障時,模塊MK能夠檢測并加以識別,模塊內部的常閉接點斷開,切斷交流接觸器CQK或CQG線圈的控制回路,交流接觸器觸點釋放,電機斷電停止運轉;如交流接觸器發生觸點粘連現象,電機會繼續運轉,模塊檢測到此故障后,將在切斷交流接觸器CQK或CQG線圈的控制回路后的0~255秒(默認值為2秒)可調時間范圍內啟動模塊內部的常開觸點(第3、4號接線端子,保護接點)閉合,使控制電機的電源開關K1斷開,徹底切斷電機的供電電源。
5 ZDW-05B型智能定位器控制裝置在實際改造中的應用
ZDW- 05B型智能定位器控制裝置實現了型化、模塊化、免維護的設計思想,對原有電廠電動閥門的改造非常容易,只是將ZDW-05B型智能定位器模塊(81×53×106毫米)安裝在電動閥門的配電盤、抽屜柜中或者安裝在電動頭內部,使用與之配套的手持式編程器,經過簡單的調試即可使用。
工作原理
首先將PLC接受的號,通過半導體器件調制變換,然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換,然后再進行解調變換回隔離前原號或不同號,同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理,保證變換后的號、電源、地之間獨立。
基本參數
◇系統傳輸準確度:±0.2%×F·S
◇溫度漂移:≤0.005%F·S/℃
◇液晶數字顯示位:雙行四位顯示,浮點小數。
◇顯示分辨率:±末位1個字
◇工作溫度:工業級標準-10~+55℃
◇輸入阻抗:電流:100Ω;電壓:500KΩ
◇電流輸出允許外接的負載阻抗:4-20mA輸出時0-500Ω;0-10mA輸出時0-1kΩ,需要更大的負載能力請在訂貨時說明。
◇電磁兼容:符合IEC61000-4-4:1995中所規定的第四類(惡劣工業現場)環境對產品的抗電磁干擾要求。
◇輸入/輸出/電源/通訊/雙路間絕緣強度:≥1500V
◇儲運環境溫度:-40~+80℃
◇相對濕度:10-90%RH(40℃時)
◇供電電源: 交流:AC 95-265V 直流:DC 12-32V(反接保護)
◇輸入功率:0.9-1.8W
◇通訊接口:RS232或RS485,MODBUS軟件協議(選配)。
◇外形尺寸:寬×高×深:22.5×100×115mm
◇凈 重:140g±20g
起不到熱保護作用,與熱保護器不同,過載保護器內有一個或多個小電熱器(電熱絲或電熱片),電熱器串聯在單相或三相主回路中,當電機出現過載時,電流增大,電熱器溫度迅速升高并引起雙金屬片變形,連接主回路的觸點分離。
按復位鍵保護器進入復位,運行操作與故障指示:設置完畢或保護器再次接入工作電源后,無自啟動功能時,顯示整定電流值A,按數據鍵顯示電壓U3秒種自動返回:有自啟動功能時顯示自啟動時間倒計時,自啟動時間過后進入電動機啟動狀態。
或采用大屏幕液晶顯示,能支持多種通訊協議,如ModBUS,ProfiBUS等,價格相對較高,用于較重要場合,高壓電機保護均采用智能型保護裝置,4,熱保護型:在電機中埋入熱元件,根據電動機繞組的溫度進行保護。
溫州精能電氣有限公司是一家從事電動機保護器,電機綜合保護器,電機智能保護器,電機智能監控器,馬達保護器,風機水泵變頻器,電機軟啟動器,多功能儀表等產品的研發、生產、銷售、服務于一體的現代化企業。
公司產品廣泛應用于鋼鐵、機械、石油、冶金、化工、建筑、造紙、環保設備、礦山等工業領域。公司擁有的技術研發人員、卓越的產品,以客戶的需求做為客戶滿意的產品。
方可通電調式(停機時才可修改參數),2)按功能鍵一次,顯示設置菜單:顯示器顯示,表示進入修改功能參數設定,3)按功能鍵二次,顯示過載電流設定:顯示器右邊顯示爍按數據鍵選擇設定的數字,每按數據鍵一次數字遞增[1"。
還是做到了減少大線的[斷點"發熱和故障多的問題,這種方式和電機綜合保護器一樣,也具備非接觸式的特點,而且節能,這里順帶提一句,生產廠家能否把大熱繼電器改成這種形式呢,如生產廠家把它作成一體化,再把熱繼電器容量減小到0.1-1A。
按正常過載的整定,往往不能兼顧啟動(這也是這種保護器的又一缺陷),所以,調節好星三角啟動方式的切換時間,限制啟動電流,才能使電機綜合保護器定性的使用好,過載時,NE556的OUT2輸出端⑨腳電位不斷地進行高低變化。
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