三相靜電除塵電源異常原因分析

放假期間，客戶又收到了6臺訂單，我把主控芯片dsPIC30F6014A的程序燒寫好并將芯片發(fā)給了客戶。

放假回來，客戶公司的工程師接好系統(tǒng)，開始出廠前的系統(tǒng)調(diào)試；

一開機(jī)，就出現(xiàn)了問題。

導(dǎo)通角一開，變壓器輸出二次電流和二次電流就開始波動，跟誤檢測到閃絡(luò)的現(xiàn)象一致。

工程師發(fā)來了二次電流的波形，本來應(yīng)該頻率為300Hz的波峰恒定的波形變成了波峰按規(guī)律波動的波形：

三相變壓器二極電壓波形

我讓工程師做了以下確認(rèn)：

1) A、B、C三相的過零同步信號與可控硅的觸發(fā)輸出信號是一一對應(yīng)的。

2) 三相可控硅的觸發(fā)信號1、4，3、6，5，2連接無誤。

3) 控制器的閃絡(luò)檢測參數(shù)都還是默認(rèn)設(shè)定值：二次電流突然升高130%，或者二次電流突然下降20kV。

4）控制器的顯示屏所顯示的閃絡(luò)次數(shù)是0，并沒有誤檢測到閃絡(luò)；

5）有幾個關(guān)鍵器件的參數(shù)已根據(jù)上一次的調(diào)試記錄做了修改；

我讓工程題測量電壓互感器次極的過零同步信號，如下圖：

過零同步信號信號

從圖上可以看到，在50Hz的正弦信號上疊加了很多干擾的毛刺信號，甚至在過零點(diǎn)附件有電壓的突變。

可能是從斷電路到控制柜的電纜太細(xì)而導(dǎo)通電阻比較大，在可控硅開啟瞬間，瞬間的大電流在這個細(xì)電纜上產(chǎn)生了比較大的壓降，影響了過零同步信號。

我再仔細(xì)看了一下處理過零同步信號的電路原理圖，如下：

過零同步信號處理電路原理圖

從電壓互感器采樣電阻引出的二次電壓經(jīng)過可調(diào)電阻調(diào)壓之后經(jīng)過RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)濾波再經(jīng)過運(yùn)放的放大濾波之后，跟零電壓進(jìn)行遲滯比較送入DSP。

RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)選用1k的電阻以及0.047uF的電容。

時間常數(shù)在47us-517us之間，大概可能導(dǎo)致47us-517us的延時。

隨著可調(diào)電阻的調(diào)整，濾波效果會發(fā)生變化，幅度調(diào)到最大時，時間常數(shù)僅為47us，濾波效果最差。

通過RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行濾波不是一個好選擇。

我把目光落在了C52上面，如果讓工程做了下述改動。

1)C51改成103，只做更高頻的簡單濾波，減少移相的影響。

2)C52改成473，增大整個電路的濾波效果，運(yùn)放反相端與反饋端組成的低通濾波電路的時間常數(shù)達(dá)到了840us，大概會引起800us左右的相移。

這樣改動的好處是，對干擾信號起到的濾波效果不會隨幅度的調(diào)整而發(fā)生變化。

濾波效果進(jìn)一步加強(qiáng)，可以更有效果過濾干擾。

導(dǎo)致的后果是，由于800us的相移的引入，使得設(shè)置的導(dǎo)通角和實(shí)際的導(dǎo)通角有一定的偏差，需要軟件的修正。

另外，最小的起始導(dǎo)通角也需要根據(jù)修正的數(shù)值做一些變化。

改過之后，讓客戶再次測試，二次電流波形恢復(fù)了正常。

在調(diào)試過程中，還發(fā)生了一個小插曲，客戶用自己設(shè)計(jì)的開關(guān)電源給控制板供電，結(jié)果電場發(fā)生閃絡(luò)，控制板就重啟。

看他們的原理圖，發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源的電容太小，讓其測試開關(guān)電源送出的電壓波形，果然發(fā)現(xiàn)在閃絡(luò)時發(fā)生了電壓跌落，讓其再并上一個大電容，問題也提到了解決。

由此，可控硅的過零同步信號的低通濾波電路既要考慮最佳的濾波效果，又要考慮濾波網(wǎng)絡(luò)的相移對整個控制的影響，必須要根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際驗(yàn)證選擇最恰當(dāng)?shù)膮?shù)。

審核編輯：湯梓紅