[摘 要] 文章详细介绍了高压测试中人身安全的问题,提出了遥控技术在高压测试中的运用,并给出了较详细的解决方案。
[关键词] 遥控;高压测试;单片机;步进电机
高电压试验对人身及设备都有巨大危险,传统的高电压试验中是通过手动装置调节变压器,使电压逐步从零上升至高压。当变压器发生故障或操作不当时,就有可能使操作人员被高电压击中,后果不堪设想。如果能够远距离控制变压器,使电压逐步由零上升至高压,将十分有利地保证人身安全。
1 装置的组成及工作原理 为了远距离控制变压器,整个装置可以分为3大部分,如图1所示。

(1)控制信号的产生与接受部分 根据高压测试的实验要求,产生所需控制信号,并送给单片机进行处理。 (2)步进电机脉冲信号的产生及调压部分
单片机根据不同的控制信号,产生相应的脉冲波,驱动步进电机进行正转或反转,从而带动调压变压器,以产生升压及降压过程。
(3)高压电源发生器 将工频50 Hz电源利用电力电子技术变为高压测试中所需高压电源。这里主要介绍第一、二部分。
1.1 控制信号的产生与接收部分
分为信号的发送与接收两部分。
(1)红外遥控发射电路 发射器的原理如图2所示,IC1(CD4067)将输入状态编成8421 BCD码输出。IC2(MC145026)将IC1送来的BCD码进行一次压缩处理,,由15脚串行输出编码信息。IC3组成的振荡电路完成对IC2输出的编码信息的调制工作,经放大后通过红外发射管SE303发射出去。

(2)红外遥控接收电路 接收电路由发光二极管PH302和遥控信号接收集成电路CX20106A及MC145027等组成,如图3所示。CX20106A是双极型集成电路,在红外遥控系统中用作遥控信号接收电路。它由前置放大器、限幅放大器、带能滤波器、峰值检波器和波形整形电路等组成。MC145027将CX20106A管脚7输出的串行信号转变成并行信号输出,供单片机进行查询。

1.2 步进电机脉冲信号的产生及调压部分 本装置调压变压器的调压过程,可以通过手动,也可以通过步进电机来带动。步进电机是一种常用的执行元件,其工作原理是通过对它每相线圈中的电流的控制来使步进电机作步进式旋转,其输入量为可计数脉冲,直接接受来自计算机的数字信号,而输出量为电机旋转的角度。在步进电机控制系统中,主要由步进电机、控制器和驱动器3个部分组成。 近年来,MCS-96系列单片机问世,其良好的抗干扰能力,为步进电机控制系统提供了理想的机种。8098单片机接受来自遥控器的命令,根据不同的命令进行相应的处理,由高速输出口HSO.0、HSO.1及HSO.2输出步进电机旋转所需脉冲信号,并经过反相器、光电耦合器及驱动器分别与步进电机的A、B、C三相连接,控制步进电机的旋转。 (1)软件设计 由于被控对象步进电机的参数不同、调压变压器的调压要求不同,所以在软件设计中,没有给具体的程序清单,只给出了3个主要程序流程图,如图4所示。具体说明如下: ①程序中步进电机采用三相双三拍工作方式。 当电流为AB→BC→CA→AB时,步进电机正转;当电流为AB→CA→BC→AB时,步进电机反转。 ②遥控器能灵活地控制步进电机的正反转,即每按一下遥控器上的控制按钮,都能使步进电机正转或反转一定的角度,达到高压电源发生器输出电压可调的目的。 ③在主程序中,单片机首先查询输入的信号,当为升压命令时,转至升压子程序;当为降压命令时,转至降压子程序。 ④为了使步进电机的旋转能够连续,在程序中设置了步进电机的状态位AL,在步进电机旋转之前,都要查询此状态位。 (2)高压电源的调节 在高电压试验中,对调压的基本要求:①调压要从零开始,要均匀平滑,每级电压的变动要很小。②升压速度在放电电压的前75%时,可以较快速度上升,但在后25%时则应能控制每秒升压不超过放电电压的2%。③经调压器输出的电压波形应保持为正弦波。④调压应处于稳定的工作状态下。

通过控制步进电机旋转的角度和速度,带动自耦调压器副边电压滑动触头,改变滑动触头的位置,从而改变副边绕组的匝数,使输出的电压可调并且达到高电压试验中对调压的要求。
2 结语 将遥控技术运用于高压测试中,对传统的高压测试装置并不要作很大的变动,技术上的实现也并不复杂,只需要增加一个控制信号的产生、接受电路和一个步进电机脉冲信号的产生电路。从而在工作中将十分有效地保证人身安全,同时使调压过程更加方便、安全、可靠。当然,在实践中会碰到其他问题,这需要在今后的工作中进一步加以完善。
[参考文献]
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