Yangi DC elektr tarmoq sig‘imi qisqartirish xatosini himoya qilishda ishlatilishi
I. Kirish
Moddiy ma'lumot texnologiyalari tez rivojlanishi bilan, aqlli texnika industriyaviy jihozlarni rivojlantirishning asosiy tendentsiyasi bo'lib keldi. Yuqori voltlik o'g'iltirish sohasida, aqlli avtomatlar – elektr tarmog'laridagi muhim boshqaruv komponentlari sifatida, elektr tizimlari avtomatlashtirilish va aqllashtirilishining asosini tashkil etadi. Bu izlash aqlli DC avtomat haqidagi (SCM texnologiyasiga asoslangan) tadqiqotga qaratilgan, uning g'ildirakli DC ta'minot tizimlari ichidagi real vaqt rejimida o'tkazilayotgan to'kka nazorat qilish va xato yopishda amaliy qo'llanilishiga e'tibor berilgan. Avtomat standart arkalash uchun qoshimcha aqlli ish rejimi, xato to'kka aniqlash birligi va signal emasxonalash birligiga ega, bu esa DC tizimlari xavfsizligi uchun maxsus talablarni samarali hal etish imkoniyatini beradi.
II. DC avtomatlarning to'kka o'tkazish printsipi
DC tizimlarda avtomatlarning asosiy muammoli arkni yo'qotishdir. Ark teoriyasiga ko'ra, arkni yo'qotish uchun to'kkaning nol kesish nuqtasi kerak. Amma DC tizimlarda natural nol nuqta mavjud emas, shuning uchun arkni yo'qotish juda qiyin.
Yechim – To'kka o'tkazish printsipi:
Shu orqali tizimga teskari to'kkani kiritsa, sharq to'kka nol nuqtasi yaratiladi, bu esa arkni yo'qotish uchun zarur shartni ta'minlaydi. Aniq printsip quyidagicha:
|
Tizim holati |
Komponent ishlashi |
To'kka o'zgarishi va ark yo'qotish jarayoni |
|
Normal holat |
Avtomat QF yopilgan. |
Yuqori voltlik DC ta'minoti QF orqali yukka ta'minot yetkazadi, bu esa tizimning barqaror ishini ta'minlaydi. |
|
Xato holat (A–B qisqa) |
1. To'kka tez o'sadi (L₁, L₂ ga bog'liq). |
1. Bo'shatilayotgan to'kka I₂ asl to'kka I₁ ga qarama-qarshi. |
III. Tizim dizayni
(1) Nazorat moduli
Nazorat moduli elektron ish rejimining boshqaruv signal manbasi hisoblanadi, bu orqali tizim to'kkasidagi o'zgarishlarni real vaqt rejimida nazorat qilish va to'kka anormalliklariga doimiy, aniq javob berish imkoniyati beriladi.
Signal emasxonalash jarayoni:
- Signal olish: To'kka signali zemchiqilgan past voltli terminalga (yuqori voltli pulssizlikdan himoya qilish uchun) va induktivsiz omilga (to'kka amplitudasi va formasi saqlanishi uchun) orqali jamlanadi.
- Signal emasxonalash: Olingan volt signal (kichik amplituda va yuqori chastotali ovoz) → Filtrlash konturi (ovozni yo'qotish) → Aylanish amplifikator konturi (yuqori aniqlikli linear optokupler HCNR201, birinchi tom op-amp LM324, ikkinchi tom op-amp OP07, DC transformator sifatida) → Namuna olish va saqlash → A/D konvertatsiya → SCM ga jo'natiladi.
- Xato javobi: Agar to'kka murojaat chegarasidan oshsa, SCM chetlab yuborish buyrug'ini yuboradi va buzzer alarmini yoqadi.
(2) SCM tomonidan ma'lumot emasxonalash
Xato baholash kriteriyi:
- Normal ish: To'kka o'sish tezligi Kᵢ ≤ Kₘₐₓ, to'kka qiymati I ≤ Iₘₐₓ.
- Qisqa xato: Kᵢ > Kₘₐₓ, va I tezda Iₘₐₓ dan oshishi mumkin.
Matematik model va soddalashtirilgan hisoblash:
ΔU = ΔI · Rբ (parallel omil),
Kᵥ = ΔU/Δt = Kᵢ · Rբ → Kᵢ = ΔU/(Δt · Rբ).
Foydasi: Δt sabit qilib, faqat ikki paytdagi ΔU orqali Kᵢ hisoblanadi, bu esa suzuvchi nuqtali operatsiyalarni oldini oladi va javob berish vaqtini o'zroq kamaytiradi.
Xato kriteriyi: Uᵢₙ > Uₘₐₓ yoki ΔUᵢₙ > ΔUₘₐₓ bo'lganda, SCM xato deb baholaydi.
(3) Interferentsiyaga qarshi choralar
Yuqori volt, yuqori to'kka va kuchli elektromagnit interferentsiya mavjud bo'lgan holatda, bir nechta interfeerentsiyaga qarshi dizayn qo'llaniladi:
|
Interferentsiyaga qarshi daraja |
Aniq choralar |
Maqsad |
|
Kirish signali |
Linear optokupler HCNR201 orqali aylanish |
Boshqaruv tizimini kuchli tizimlardan ajratadi, interferentsiyani pasaytiradi va xavfsizlikni oshiradi. |
|
Chiquvchi signal |
SCM optokupler klyuchlarini boshqaradi va bo'shatish tizimidagi tiristorlarni yoqadi |
Faqat signal bog'lanishini ta'minlaydi, kuchli to'kka tizimiga ta'sir qilmaydi. |
|
Signal oldindagi kanal |
Past chastota filtri |
Radiotelegraf, elektr chastota va pulssizlik interferentsiyasini bloklaydi, ishonchliligni oshiradi. |
|
Dasturiy ta'minot darajasi |
1. Kompleks digital filtratsiya (median + kutilmagan o'rtacha) |
Ma'lumot ovozini filtrlaydi, buyruq aniqligini ta'minlaydi va dastur notekisligini oldini oladi. |
(4) Umumiy struktura dizayni
Ish rejimi – Dostlikli doimiy magnit mekanizmi:
- Tarkibi: Yopish/ochish spirtlar, doimiy magnitlar, harakat qiladigan demir oyog' (pastki qismi chizilgan), korpus.
- Ish rejimi: Spirtlar oldindan to'ldirilgan kondensatorlar (energiya manbasi) va tiristorlar bilan seriyan qo'shiladi bo'shatish tizimini tashkil etadi.
- Harakat jarayoni: SCM signali → tranzistorlar orqali kengaytiriladi → tiristorlarni boshqaradi → xatodagina, SMC ochish signali yuboradi → tiristor ishga tushadi → kondensator ochish spirti orqali bo'shatiladi → demir oyog' harakat qiladi → QF ochiladi. Yopish klyuchi orqali qo'llaniladi.
To'kka o'tkazish tizimi (yaxshilangan struktura):
- Yaxshilanish: Iskora gap switchlari vakuum switchlari (QF₂) bilan almashtiriladi, bu esa vaqt dispersiyasini kamaytiradi.
- Struktura parametrlari: QF₁ va QF₂ markazi O dan teng masofada joylashgan, qo'l uzunligi aniq parametrlarga asosan belgilanadi.
- Xato harakati: Doimiy magnit mekanizmi energiyaga ega → demir oyog' pastga harakat qiladi → QF₁ ochiladi, QF₂ yopiladi → kondensator C bo'shatiladi → QF₁ dagi ark to'kka nol kesish nuqtasini kesadi → ark yo'qoladi.
IV. Tizim sinovi
- Muhit: Dalian Texnologiya instituti Elektr tizimlari instituti sintez tizim laboratoriyasi.
- Usul: Past chastota AC to'kka DC qisqa xato o'sishini simulatsiya qiladi; maksimal to'kka nuqtasida teskari to'kka kirityapdi.
- Natijalar:
- QF₁ orqali o'tkazilayotgan to'kka grafikida t₀ da aniq teskari to'kka kirityapdi.
- Teskari to'kka nol kesish nuqtasini majbur qiladi, arkni yo'qotadi va muvaffaqiyatli qisqa xato to'kka yopadi.
V. Xulosa
Sinovlar aqlli DC avtomatning elektron ish rejimida DC ta'minot tizimlaridagi qisqa xato to'kkalarni muvaffaqiyatli yopishini ko'rsatadi. Bu yechim qo'yga, metro, DC elektroliz va elektr pechlar kabi DC tizimlarda qisqa xato himoyasida keng qo'llanilishi mumkin.
Asosiy tizim xususiyatlari:
- Real vaqt rejimida ishlash: SCM asosidagi olish imkoniyati real vaqt rejimida nazorat qilish, kuchli boshqaruv va minimal vaqt dispersiyasini ta'minlaydi.
- Tez javob: Soddalashtirilgan algoritmlar suzuvchi nuqtali operatsiyalardan oldini oladi, bu esa tez xato aniqlash uchun javob berish vaqtini kamaytiradi.
- Ishonchli: Dostlikli doimiy magnit mekanizmi mexanik xato harakatlarni kamaytiradi va ochish vaqtini qisqartiradi; yaxshilangan struktura yopish va o'tkazish harakatlari orasidagi sinxronizatsiyani ta'minlaydi.
Ushbu izlashda taklif etilgan aqlli DC avtomat yechimi modern DC ta'minot tizimlari uchun aqlli himoya jihozlariga alohida talabni qondiradi va katta amaliy qiymat va yaxshi qo'llanish perspektivalariga ega.
