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基于DS80C320的主從逆變電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要:介紹了基于DS80C320的主從逆變電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,從硬件結(jié)構(gòu),軟件編制和抗干擾措施三方面進(jìn)行了詳細(xì)討論,并對(duì)單片機(jī)鎖相技術(shù)進(jìn)行了介紹。實(shí)際運(yùn)行表明,本監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足實(shí)際需要,性能良好。關(guān)鍵詞:單片機(jī);逆變電源;鎖相;抗干擾
引言
本監(jiān)控系統(tǒng)是為鐵路用4kVA/25Hz主從熱備份逆變電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。
4kVA/25Hz主從逆變電源是電氣化鐵路區(qū)段信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,有兩相輸出:110V/1.6kVA局部電壓(A相);220V/2.4kVA軌道電壓(B相);兩相均為25Hz,且要求A相恒超前B相90°。由于逆變器是給重要負(fù)載供電,且負(fù)載不允許斷電,故采用雙機(jī)熱備份系統(tǒng),一旦主機(jī)發(fā)生故障,要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換,因此,備份逆變器一直處于開機(jī)狀態(tài)。由于逆變器經(jīng)過了整流,逆變兩級(jí)能量變換,功率較大,且指標(biāo)要求較高,必須要采用先進(jìn)的控制技術(shù);同時(shí)為了安全實(shí)現(xiàn)主從切換,也必須要有完善的監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)鎖相,保證整機(jī)的安全。
1 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求
根據(jù)實(shí)際情況,本系統(tǒng)主要完成以下功能:
1)主從切換功能主從控制之間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確無誤的切換,具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種功能,保證切換時(shí)電壓同頻率,同相位,同幅值;
2)鎖相功能主從機(jī)組局部電壓同頻同相,同一機(jī)組內(nèi)A相恒超前B相90°;
3)完善的保護(hù)功能具有軟起動(dòng)功能,以避免啟動(dòng)瞬間電壓過沖對(duì)逆變器及負(fù)載的沖擊,以及輸出過壓、過流保護(hù),頻率、相位超差保護(hù),橋臂直通保護(hù),過熱保護(hù)等;
4)顯示功能實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)及工作狀態(tài)并具有聲光報(bào)警功能,以提示值班人員及時(shí)排除故障;
5)通信功能具有主從機(jī)組之間通信,與監(jiān)控中心(上位機(jī))通信等功能;
6)抗干擾功能系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力。
2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
2.1 DS80C320單片機(jī)簡(jiǎn)介
DS80C320是DALLAS公司的高速低功耗8位單片機(jī)。它與80C31/80C32兼容,使用標(biāo)準(zhǔn)8051指令集。與普通單片機(jī)相比有以下新特點(diǎn):
1)為P1口定義了第二功能,從而共有13個(gè)中斷源(其中外部中斷6個(gè)),3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,兩個(gè)全雙工硬串行口;
2)高速性能,4個(gè)時(shí)鐘周期/機(jī)器周期,最高振蕩頻率可達(dá)33MHz,雙數(shù)據(jù)指針DPTR;
3)內(nèi)置
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