新型機(jī)場(chǎng)恒流電源輸出回路串聯(lián)切換裝置_圖文

1、電力電子 Power Electronics 162 電子技術(shù)與軟件工程 Electronic Technology & Software Engineering1 概述機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)為采用分級(jí)調(diào)光恒流供電技術(shù)。供電采用恒流調(diào)光器產(chǎn)生恒流電源,這個(gè)恒流電源電流的設(shè)計(jì)、制造符合美國(guó)聯(lián)邦航空局AC150/5345-10F 咨詢通告。燈具通過(guò)相應(yīng)的隔離變壓器串聯(lián),組成懸浮串聯(lián)式恒流供電回路。由于采用的恒流供電回路,所以能有效保證在回路上的每臺(tái)燈具工作電流相等,有效的保證回路中的燈具光學(xué)的一致性。2 并聯(lián)切換模式在實(shí)際使用中,機(jī)場(chǎng)串聯(lián)恒流電源輸出回路為了保障運(yùn)行的可靠性,采用冗余設(shè)計(jì),具有備

2、用調(diào)光器,具有自動(dòng)切換功能,這樣就需要切換裝置,目前廣泛采用的為并聯(lián)式電源切換裝置原理圖(見(jiàn)圖一。圖一中的回路切換裝置(CIRCUIT新型機(jī)場(chǎng)恒流電源輸出回路串聯(lián)切換裝置文/葉文龍 喬俊峰 江協(xié)軍 袁家華【關(guān)鍵詞】新型機(jī)場(chǎng) 恒流電源 切換裝置SELECTOR SWITCH ,設(shè)計(jì)、制造參照?qǐng)?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)聯(lián)邦航空局咨詢通告“AC150/5345-5A ”中的L-847-1、L-847-2、L-847-3、L-847-4;分別為一回路、二回路、三回路、四回路控制。圖二為FAA AC150/5345 -5A 中的圖示。圖二 FAA AC150/5345-5A 回路選擇開(kāi)關(guān)咨詢通告附圖根據(jù)恒流調(diào)光器的

3、恒流特性和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,恒流調(diào)光器的燈光控制恒流控制的階躍響應(yīng);見(jiàn)圖中二td :延遲時(shí)間tr :上升時(shí)間tp :峰值時(shí)間ts :調(diào)節(jié)時(shí)間%:超調(diào)量上述5項(xiàng)指標(biāo)是恒流調(diào)光回路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。根據(jù)上述并聯(lián)切換電路在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行切換,得到穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能,見(jiàn)圖三:te : 并聯(lián)切換的轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)間,如從回路一轉(zhuǎn)換到回路二;從動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)可以看出切換時(shí)間長(zhǎng),而且切換設(shè)備相對(duì)多,而復(fù)雜。3 串聯(lián)切換切換原理:為了保證切換速度,降低切換成本和提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,提出來(lái)一種串聯(lián)圖二 恒流調(diào)光器單位階躍響應(yīng)t r t dt pt s%I I(tPower Electronics 電力電子 Electronic Tech

4、nology & Software Engineering 電子技術(shù)與軟件工程 163切換電路,原理見(jiàn)圖四。因?yàn)楹懔髡{(diào)光器輸出是恒流電源,將兩個(gè)回路串聯(lián),以分別短路的方法,進(jìn)行回路轉(zhuǎn)換,設(shè)備簡(jiǎn)單,而且有效保證了切換速度和動(dòng)態(tài)特性,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性見(jiàn)圖五:從動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線可以明顯發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和并聯(lián)式比較,瞬時(shí)切換,響應(yīng)速度快,而且設(shè)備簡(jiǎn)單。而且采用這種方法,可以在回路的任一個(gè)位置增加、減少、切換部分設(shè)備。圖三 并聯(lián)切換響應(yīng)t eI(tt r t dt pt s圖四 串聯(lián)式電源切換電路圖五 串聯(lián)切換動(dòng)態(tài)響應(yīng)t pt s綜上所述,恒流源回路中采用串聯(lián)式回路切換比較并聯(lián)式切換有很大優(yōu)越性,同時(shí)能很容

5、易的采用半導(dǎo)體器件進(jìn)行切換。4 設(shè)計(jì)實(shí)例下面介紹我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的用半導(dǎo)體器件切換實(shí)例:隨現(xiàn)代高壓半導(dǎo)體器件的出現(xiàn),采用固態(tài)半導(dǎo)體器件切換,切換時(shí)間快,能準(zhǔn)確控制切換點(diǎn),能在過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行切換,能有效控制了沖擊。圖中J1和J4連接恒流調(diào)光器電源,J2和J3接燈光回路1 ,J3和J4接燈光回路2;T1和其他元件組成控制電源,組成控制電源和同步信號(hào)監(jiān)測(cè),控制信號(hào)CTRL_1和CTRL_2通過(guò)光電耦合器控制可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷,導(dǎo)通的回路則關(guān)斷,關(guān)斷可控硅的回路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)了控制兩個(gè)回路的切換;為了保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,在交流過(guò)零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行切換。根據(jù)上述實(shí)例,說(shuō)明串聯(lián)切換裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算:(1低壓控制電源部分

6、的設(shè)計(jì)。由于輸入是一個(gè)可變等級(jí)的交流恒流源,對(duì)于T1隔離變壓器實(shí)際上是一個(gè)電流互感器,電流互感器當(dāng)次級(jí)開(kāi)路,一次勵(lì)磁電流的原因,二次會(huì)感應(yīng)很高的電壓,所以電流互感器二次不能開(kāi)路。根據(jù)以上原則,所以在T1旁設(shè)置DY1 、R1、Q1組成開(kāi)路保護(hù)電路。(2D1、R2、Q2組成一個(gè)擴(kuò)大電流的穩(wěn)壓二極管。這部分電源主要是為系統(tǒng)不在控制中心,在電纜回路中自取電源控制而設(shè)立,無(wú)需敷設(shè)控制電纜而增加。(3Q3、Q4的選擇是根據(jù)回路最大電流、回路最高耐壓選擇,保證運(yùn)行的可靠性。(4DY2、DY3構(gòu)成回路開(kāi)路保護(hù)電路,保證當(dāng)回路開(kāi)路時(shí),進(jìn)行續(xù)流。(5為了保證可控硅模塊的di/dt ,提高半導(dǎo)體器件的抗應(yīng)力,必須在交流過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行切換。5 應(yīng)用(1跑道警戒燈系統(tǒng),兩組燈分別閃光,就適合采用這種模式,進(jìn)行切換。(2這種模式特別適合在回路中增加和燈光設(shè)備不需要同時(shí)工作時(shí)的設(shè)備使用。(3跑道中線燈采用雙光源,使用相應(yīng)方向關(guān)閉另一個(gè)方向,而不需要單獨(dú)設(shè)置回路。作者單位中國(guó)人民解放軍95666部隊(duì)機(jī)場(chǎng)處 四川省成都市 610000ZL1V+1V-3AC12AC24D112R212Q2231C112Q1321R112VCCGND