一种可兼容的大功率消磁电源的制作方法 专利技术说明

发电;变电;配电装置的制造技术一种可兼容的大功率消磁电源【技术领域】1.本技术涉及舰艇设备技术领域，尤其涉及一种可兼容的大功率消磁电源。背景技术：2.钢铁制成的舰艇在地球磁力和机器运转等内外力作用下，会逐渐积累磁性，这对纵横大洋的舰艇来说是致命威胁，因而舰艇消磁技术是各国海军必须掌握和常用的一项防水中武器伤害的技术，消磁作业是为了去除舰艇金属外壳上残留的磁场，以免在运行过程中被其他潜艇和水面舰艇监测到，而且消磁还能使军队免遭磁性引信的水雷的攻击，然而现有的大功率的消磁电源在进行消磁作业时，遇到小磁性的负载或承载功率较小的负载时，因本身的电流互感器选取变比过大，当小功率输出时采样偏差过大，造成消磁效果极差，对于一些磁敏的工具，例如指南针，影响非常大。技术实现要素：3.为了能够避免大功率的消磁电源在进行消磁作业时，遇到小磁性的负载或承载功率较小的负载时，小电流输出时采样偏差过大造成对磁敏工具的影响。本实用新型通过在本交流电源上引出一条支路，通过变压元件进行降压，再设有小功率整流模块进行整流，从而输出精度较高稳定性较强的小功率电源。4.本实用新型提出了如下方案：5.一种可兼容的大功率消磁电源，包括主交流电源和第一整流模块，所述主交流电源的输出端与所述第一整流模块的电源输入端连接，还包括核心控制模块、变压元件和小功率整流模块，所述主交流电源的输出端与所述变压元件的电源输入端连接，所述变压元件的电源输出端与所述小功率整流模块的电源输入端连接，所述小功率整流模块的受控端与所述核心控制模块的脉冲信号端连接。6.如上所述的大功率消磁电源，所述小功率整流模块包括第一共阴极开关管组、第一共阳极开关管组、第二共阴极开关管组和第二共阳极开关管组，所述第一共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第一共阳极开关管的各阴极端一一对应连接，所述第二共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第二共阳极开关管组的各阴极端一一对应连接，所述第一共阳极开关管组的共阳端和第二共阳极开关管组的共阳端并联在一起，且为小功率整流模块的负极端，所述第一共阴极开关管组的共阴端为小功率整流模块的第一正极端，所述第二共阴极开关管组的共阴端为小功率整流模块的第二正极端。7.如上所述的大功率消磁电源，所述主交流电源和变压元件之间连接有保护模块，所述保护模块包括空气开关qf1和交流接触器km5，所述空气开关qf1的三个输入端分别与主交流电源的三相电线连接，所述空气开关qf1的三个输出端分别与交流接触器km5的主触头的三个输入端连接，所述交流接触器km5的主触头的三个输出端分别与所述变压元件的初级绕组三相输入端之间接有熔断器f17、熔断器f18和熔断器f19，所述熔断器f17与变压元件的初级绕组之间接有电压互感器ct5，所述熔断器f19与变压元件的初级绕组之间接有电压互感器ct6。8.如上所述的大功率消磁电源，还包括直流电源和电流采样模块，所述小功率整流模块和直流电源之间接有电流互感器，所述电流互感器的信号输出端与电流采样模块的信号输入端连接，所述电流采样模块的信号输出端与所述核心控制模块的电流采样端连接。9.如上所述的大功率消磁电源，所述电流采样模块包括电阻r2、电阻r66、第一运放芯片u2和第二运放芯片u7，所述电阻r2的第一端为电流采样模块的信号输入端，所述电阻r2的第二端与所述第一运放芯片u2的第一同相端之间接有电阻r6，所述第一运放芯片u2的第一同相端与地之间接有电阻r7，所述第一运放芯片u2的第一同相端与地之间接有电容c1，所述第一运放芯片u2的第一反相端和第一输出端之间接有电阻r35，所述第一运放芯片u2的第二同相端与地之间接有电阻r10，第一运放芯片u2的第二反相端与第二输出端之间接有电阻r39，所述第一运放芯片u2的第一输出端和第二运放芯片u7的同相端之间接有电阻r56，所述第一运放芯片u2的第二输出端和第二运放芯片u7的反相端之间接有电阻r59，所述第二运放芯片u7的反相端与输出端之间接有电阻r62，所述电阻r56与地之间接有电阻r51，所述电阻r56和所述电阻r51的公共端与所述第二运放芯片u7连接，所述第二运放芯片u7的输出端与电阻r66的第一端连接，所述电阻r66的第二端为电流采样模块的信号输出端，所述电流采样模块的信号输出端与地之间接有一个以上的电容。10.如上所述的大功率消磁电源，所述变压元件上设有用于防止变压器过热的热继电器。11.如上所述的大功率消磁电源，所述第一整流模块包括第三共阴极开关管组和第三共阳极开关管组，所述第三共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第三共阳极开关管组的各阴极端一一对应连接，所述第三共阳极开关管组的共阳端为第一整流模块的正极端，所述第三共阴极开关管组的共阴端为第一整流模块的负极端。12.如上所述的大功率消磁电源，还包括备用电源，所述主交流电源和备用电源都为三相三线制的650v的交流电源。13.如上所述的大功率消磁电源，还包括第二整流模块，所述第二整流模块的电源输入端与所述备用电源的输出端连接，所述第二整流模块包括第四共阴极开关管组和第四共阳极开关管组，所述第四共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第四共阳极开关管组的各阴极端一一对应连接，所述第四共阴极开关管组的共阴端为第二整流模块的正极端，所述第四共阳极开关管组的共阳端为第二整流模块的负极端。14.本实用新型实施例通过在本交流电源上引出一条支路，设置变压元件对电压进行降压，再通过小功率整流模块进行整流处理，再通过核心控制模块对整流模块的受控端进行控制，在遇到小磁性的负载或承载功率较小的负载时，能够更精准地输出稳定地小功率电源，从而能够更好地消除舰艇所携带的磁性，避免了磁敏器具受到影响，舰艇运行更稳定。【附图说明】15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。16.图1是本实用新型实施例的一种可兼容的大功率消磁电源的连接框图；17.图2是本实用新型实施例的一种可兼容的大功率消磁电源的整体原理图；18.图3是本实用新型实施例的电流采样模块的原理图。【具体实施方式】19.请参照图1到图3所示，本实施例提出了一种可兼容的大功率消磁电源，包括主交流电源1和第一整流模块2，所述主交流电源1的输出端与所述第一整流模块2的电源输入端连接，还包括核心控制模块、变压元件6和小功率整流模块5，所述主交流电源1的输出端与所述变压元件6的电源输入端连接，所述变压元件6的电源输出端与所述小功率整流模块5的电源输入端连接，所述小功率整流模块5的受控端与所述核心控制模块的脉冲信号端连接。20.本实施例通过在本交流电源上引出一条支路，设置变压元件6对电压进行降压，再通过小功率整流模块5进行整流处理，再通过核心控制模块对整流模块的受控端进行控制，在遇到小磁性的负载或承载功率较小的负载时，能够更精准地输出稳定地小功率电源，从而能够更好地消除舰艇所携带的磁性，避免了磁敏器具受到影响，舰艇运行更稳定。21.本实施例中的核心控制模块中的芯片为gd32系列单片机，为国产的32为单片机，其中所采用到的是gd32f307xx，该芯片属于gd32单片机家族的主流产品。它是基于armcortex-m4risc内核的新型32位通用微控制器，在增强处理能力、降低功耗和外围设备方面具有最佳的性价比。cortex-m4核心功能实现了一套完整的dsp指令，以解决数字信号控制的需求，能够较好地满足高效、易于使用的控制和信号处理能力。它还提供内存保护单元(mpu)和强大的跟踪技术，以增强应用程序安全性和高级调试支持。它的工作频率为120mhz，闪存访问为零等待状态，以获得最高效率。22.本实施例中的核心控制模块基于上述的gd32芯片，搭载了一套dsp的相控单元，该相控单元能够有效控制整流模块，且数字化的控制单元，控制效率高，精度高。23.作为一种优选方案而非限定，所述小功率整流模块5包括第一共阴极开关管组、第一共阳极开关管组、第二共阴极开关管组和第二共阳极开关管组，所述第一共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第一共阳极开关管的各阴极端一一对应连接，所述第二共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第二共阳极开关管组的各阴极端一一对应连接，所述第一共阳极开关管组的共阳端和第二共阳极开关管组的共阳端并联在一起，且为小功率整流模块5的负极端，所述第一共阴极开关管组的共阴端为小功率整流模块5的第一正极端，所述第二共阴极开关管组的共阴端为小功率整流模块5的第二正极端。24.本实施例中所述的第一共阴极开关管组和第二共阴极开关管组都是由三个晶闸管组成，三所述晶闸管的阴极并联在一起，构成共阴端，第一共阳极开关管组和第二共阳极开关管组都是由三个晶闸管组成，三所述晶闸管的阳极并联在一起，构成共阳端。25.本实施例中，所述晶闸管型号具体为tn4050-12pi，所述晶闸管两端接有rc滤波器，所述rc滤波器具体为一个电容和一个电阻串联组成。26.本实施例中，晶闸管为了便于区分，按照数字进行排序，单数分布共阴极组，双数分布在共阳极组中，其中1和4连接，3和6连接，5和2连接。为了让输出的电流更稳定，输出的斜波更平缓。27.本实施例采用的是十二脉冲信号整流的方式，故此，对方案中的晶闸管组分为四组，其中，共阳端并联在一起，且为输出的负极端，共阴极组则为了使电流滤除杂波，采用三脚电感对其进行分路滤波再合并，电源质量更好。28.作为一种优选方案而非限定，所述主交流电源1和变压元件6之间连接有保护模块7，所述保护模块7包括空气开关qf1和交流接触器km5，所述空气开关qf1的三个输入端分别与主交流电源1的三相电线连接，所述空气开关qf1的三个输出端分别与交流接触器km5的主触头的三个输入端连接，所述交流接触器km5的主触头的三个输出端分别与所述变压元件6的初级绕组三相输入端之间接有熔断器f17、熔断器f18和熔断器f19，所述熔断器f17与变压元件6的初级绕组之间接有电压互感器ct5，所述熔断器f19与变压元件6的初级绕组之间接有电压互感器ct6。29.本实施例为了避免小功率电源发生故障导致出现危险情况，更好地保障用电安全，在主交流电源1与变压元件6之间加设了保护模块7，通过空气开关qf1对整个小功率整流模块5的通断进行控制，再采用接触器进行第二级控制，能够有效确保电源的开启与关闭，同时能有效预防误触发情况，再通过电压互感器将大电压转换为小电压，通过核心控制模块进行连接，能够较好地读取电路经过的电压情况，能更好地保护电路。30.作为一种优选方案而非限定，还包括直流电源4和电流采样模块，所述小功率整流模块5和直流电源4之间接有电流互感器，所述电流互感器的信号输出端与电流采样模块的信号输入端连接，所述电流采样模块的信号输出端与所述核心控制模块的电流采样端连接。31.本实施中，为了能够确定输出的功率是精准和稳定的，采用在小功率整流模块5的电源输出端与直流电源4之间连接电流互感器，通过电流互感器将电路上的电流变小后再送到电流采样模块中进行采样检测，能够更好地更精准地确定电源的稳定性，且通过闭环的方式，电源输出的电流更精准。32.本实施例中，所述直流电源4的输出端上设有四个控制开关，通过带有保护器的交流接触器进行控制，当电流正向流动时，交流接触器km1和km4闭合，当电流反向流动时，交流接触器km2和km3闭合，不管舰艇需要哪个方向的电流，都能够较好地进行输出，从而进行消磁作业。33.作为一种优选方案而非限定，所述电流采样模块包括电阻r2、电阻r66、第一运放芯片u2和第二运放芯片u7，所述电阻r2的第一端为电流采样模块的信号输入端，所述电阻r2的第二端与所述第一运放芯片u2的第一同相端之间接有电阻r6，所述第一运放芯片u2的第一同相端与地之间接有电阻r7，所述第一运放芯片u2的第一同相端与地之间接有电容c1，所述第一运放芯片u2的第一反相端和第一输出端之间接有电阻r35，所述第一运放芯片u2的第二同相端与地之间接有电阻r10，第一运放芯片u2的第二反相端与第二输出端之间接有电阻r39，所述第一运放芯片u2的第一输出端和第二运放芯片u7的同相端之间接有电阻r56，所述第一运放芯片u2的第二输出端和第二运放芯片u7的反相端之间接有电阻r59，所述第二运放芯片u7的反相端与输出端之间接有电阻r62，所述电阻r56与地之间接有电阻r51，所述电阻r56和所述电阻r51的公共端与所述第二运放芯片u7连接，所述第二运放芯片u7的输出端与电阻r66的第一端连接，所述电阻r66的第二端为电流采样模块的信号输出端，所述电流采样模块的信号输出端与地之间接有一个以上的电容。34.本实施例采用了两个双通道的运放芯片对电流信号进行采样和处理，其中，所述第一运放芯片u2包括u2a和u2b两部分，分别对正负极进行采样并运算放大信号，再送到第二运放芯片u7上进行二次采样及二次处理，最终将处理好的信号送入核心控制模块中进行处理，能够稳定高效地检测到小功率整流模块5是否正常，较好地保证了输出电流的稳定性。35.作为一种优选方案而非限定，所述变压元件6上设有用于防止变压器过热的热继电器。36.本实施例中所述的变压元件6具体为三相变压器，且其变比为1比10，即本实施中，输入电压为650v，其输出的电压为65v，且该变压器具有两组输出线圈，每一组都是三相三线的，为了防止电路在降压过程中发生不必要的故障，避免变压器出现长时过流情况，在变压元件6上连接热继电器，能够在过热的情况下及时断开电路，保护变压器不受损。37.作为一种优选方案而非限定，所述第一整流模块2包括第三共阴极开关管组和第三共阳极开关管组，所述第三共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第三共阳极开关管组的各阴极端一一对应连接，所述第三共阳极开关管组的共阳端为第一整流模块2的正极端，所述第三共阴极开关管组的共阴端为第一整流模块2的负极端。38.本实施例中的第一整流模块2为主电路，在消磁电源正常工作时，以第一整流模块2为主要工作电路，其采用的是六脉冲式的整流方式，晶闸管的g极分别对应连接到相控单元上，由相控单元统一控制处理，当需要小功率电源时，核心控制模块发出指令控制相控单元停止输出信号，则第一整流电路停止运行，本实施例中的第一整流模块2在输出处也设有电流互感器，其连接方式及作用与所述小功率整流模块5上的一样，在此不做赘述，所述的开关管组都为三个晶闸管，所有的晶闸管两端都并有rc滤波器，在本实施例中，rc滤波器为串联的电阻和电容，能够有效抵抗干扰，整流效果更好。39.作为一种优选方案而非限定，还包括备用电源8，所述主交流电源1和备用电源8都为三相三线制的650v的交流电源。40.作为一种非常规类设备，其运行的稳定性不言而喻，为了保证在运行过程中，能够避免受到非正常断电的影响，在电路中设计了备用的电路，以防止舰艇在消磁过程中突然断电，从而影响舰艇的正常使用，且为了能够较好地消除舰艇上的磁性，本实施例采用了650v的三相电。41.作为一种优选方案而非限定，还包括第二整流模块3，所述第二整流模块3的电源输入端与所述备用电源8的输出端连接，所述第二整流模块3包括第四共阴极开关管组和第四共阳极开关管组，所述第四共阴极开关管组的各阳极端分别与所述第四共阳极开关管组的各阴极端一一对应连接，所述第四共阴极开关管组的共阴端为第二整流模块3的正极端，所述第四共阳极开关管组的共阳端为第二整流模块3的负极端。42.本实施例中的第二整流模块3为备用电路，在消磁电源正常工作时，第二整流模块3停止运行作为备用，其采用的是六脉冲式的整流方式，晶闸管的g极分别对应连接到相控单元上，由相控单元统一控制处理，当主电路异常时，核心控制模块发出指令控制相控单元启动输出信号，备用电路开始运行，第二整流模块3开始工作，本实施例中的第二整流模块3在输出处也设有电流互感器，其连接方式及作用与所述小功率整流模块5上的一样，在此不做赘述，所述的开关管组都为三个晶闸管，所有的晶闸管两端都并有rc滤波器，在本实施例中，rc滤波器为串联的电阻和电容，能够有效抵抗干扰，整流效果更好。43.本实施例中，在第一整流模块2、第二整流模块3和小功率整流模块5所连接的电流互感器的电源输出端并联在一起，且再连接一个电流互感器，能够有效对总电流进行采样检测，确保电路整体电流的正常。44.如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本技术的具体实施只局限于这些说明。凡与本技术的方法、结构等近似、雷同，或是对于本技术构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本技术的保护范围。









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