基于单片机控制的电压变化(阶跃)试验装置的研究.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第2期(总第196期)基于单片机控制的电压变化(阶跃)试验装置的研究术王海潮1，2(1．煤炭科学技术研究院有限公司检测分院北京，100013)(2．煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京，l00013)摘要：电力系统电网电压波动时常发生，而这种现象在煤矿井下的供电系统中尤为严重，为保证井下设备安全可靠运行，煤矿用直流稳压电源必须满足MT／T408—1995《煤矿用直流稳压电源》源效应试验技术要求。但用于该试验的试验装置，多采用交流调压器调压模拟实现，试验的准确性和效率相对低下；为此文章介绍了一种以ATMEGAl6AVR单片机作为主控芯片，以

2、交流固态继电器作为切换开关，以多抽头变压器为主电路设计而成的交流电压阶跃试验装置。该装置实现了不同电压之间的阶跃功能，阶跃时间不超过一个工频周期，提高了MT／T408—1995《煤矿用直流稳压电源》源效应试验的精度和效率，对矿用电源检验工作有十分重要的意义。关键词：电压波动；单片机；交流固态继电器；多抽头变压器；电压阶跃中图分类号：TP23文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．1001—9227．2016．02．00lAbstract：PowersystemVohagenuctuationsoftenoccurs，andthisphenomenonispa

3、rticulallysevereinthecoalminepowersupplysystem。Inordertoensuresaftyandreliableoperationofequipmentsincoalmine，coalminesDCregulatedpowersupplymustmeetthetechnicalrequirementsofsourceeffecttestinMT／T408—1995《coalminesDcregulatedpowersupply》．However，testequipmentinthistestofenuseACVoltageRegul

4、atortosimulate，t}leaccuracyandemciencyofthetestisrelativelylow，sothispaperintroducesatypeofAcvoltagesteptestdevice，usingATMEGAl6AVRsindechipmicrocomputerasthemaincontmlmodule，adoptingacsolidstateI．elayastheswitch，usingmulti—tappedtransfb兀nerasthemaincircuit．Thedevicecanstepdifh舅．entvoltages

5、，thesteptimeisnomorethanapowerfrequencycycle，anditimprovestheprecisionandemciencyofsourcee＆cttestforMT／T408—1995《DCregulatedpowersupplyformine》，andthereisaveryimportantsignificanceforthetestofDCregulatedpowersupplyformine．Keywords：Voltagenuctuation；Single—chipMicmcontmller；ACsolid—staterela

6、y；Multi—taptransfo兀Iler；V01tagestep0概述本文研究开发的交流电压阶跃试验装置是用于矿用直流稳压电源源效应试验的专用试验设备。依据MT／T408—1995《矿用直流稳压电源》对矿用直流稳压电源的源电压(交流输入电压)进行从规定的最小值75％Ue到标称值ue到最大值110％ue到标称值ue的阶跃变化试验，并对被试电源输出电压进行测量分析。该装置通过与多抽头变压器配合可实现36V、127V、220V、380V四个电压等级从各自的最小值75％Ue到标称值Ue到最大值110％ue到标称值ue的阶跃变化。1硬件电路设计研究的交流电压阶跃试验装置包括控制电

7、路和阶跃电压发生电路，其硬件结构如图1所示。控制电路包括控制输入按钮、电压指示电路、ATMEGAl6主控芯片及其外围电路等，如图2所示。阶跃电压发生电路包括多抽头变压器、驱动与隔离电路、交流固态继电器切换与过压保护电路，如图3所示。收稿日期：2015一lO一19+基金项目：煤科院检测分院科技发展基金项目(2015JC07)，煤炭科学技术研究院科技发展基金项目(2014C)(22)作者简介：王海潮(1984一)，男，汉族，河北唐山人，硕士研究生，工程师，主要从事防爆电气检验及研究工作。多路阶跃电压选择控制