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1、微机电系统设计与制造姓 名 吕东洋 班 级 机电131 学 号 2013113042 指导教师 范梅花 2016年12月19日电除尘器微机自动控制高低压供电装置摘要微机电系统（MEMS,即Micro Electro Mechanical System）与微电子学、信息学、材料科学和纳米技术等密切相关，具有体积小、精度高、重量轻、性能可靠稳定、能耗低、灵敏度高、工作效率高，以及多功能智能化和适于大批量生产，成本低廉等一系列优点，有巨大的应用前景和经济效益，被公认为21世纪的重点发展高科技前沿学科。本书主要从普及的角度介绍微机电系统及其相关技术，全书共分为，分别对微机电系统的定义、起源及研究现状、
2、制造技术、系统构成、设计技术进行了深入浅出、通俗易懂的介绍。本书的特点是信息量大、系统全面，包含了微机电系统制造过程中微机械加工、微封装、微检测各个环节；微机电系统构成中的各种微传感器、微执行器、微构件、微系统的工作机理；先进的微机电系统设计技术以及计算机辅助技术；多种设计手段和实用软件。关键字:传感器 加工 信息一、概 述GH-（V）型电除尘器微机自控高压供电装置是GH-III电除尘器微机自控装置的升级换代产品，它不仅保留了原GH-III型产品先进控制模式，还采用了先进的单片机和液晶汉字显示，其具有如下特点：1 控制部分采用了先进的INTEL80C196KC单片机和外围芯片，具有功能强、结构
3、简单、可靠性高等优点。2 根据电场中电压电流波形变化的分析，能非常准确地判断闪络，并作出最佳的处理，闪络处理上采取了下降幅度小，回升速度快，不封锁可控硅的方法，能向电场提供最大的有效电晕功率。3 提供多种供电运行方式，可满足各种不同工况条件的要求。4 操作使用方便，设备的开机，停机，参数显示，参数设定，运行方式的变换都可通过操作面板上键盘实现。5 采用液晶显示屏，可方便地用汉字显示各种参数名称和参数值，使参数显示直观、明了。6 保护功能完善，具有十一种故障保护和报警功能。7 具有RS485通讯接口，可方便地实现远程控制。二、使用条件1制柜使用的环境温度为040。高压硅整流变使用的环境温度为不高
4、于+40，不低于变压器油所规定的凝点温度。2空气最大相对温度不超过90%（在相当于空气温度205时）。3设备周围的气体应无导电尘埃和含有腐蚀金属或绝缘材料的气体或蒸气存在。4无爆炸性危险的环境，控制室周围无剧烈震动和冲击，垂直倾斜度不超过5%。5交流电压符合以下规定：波形为正弦波，频率为50Hz，其波动范围不超过2%，电压为380V，其幅度变化不超过5%，瞬时波动范围不超过10%。6除尘器接地电阻值小于2。三、主要技术参数1输入/输出参数GH-(V)型电除尘器高压微机控制电源输入/输出参数表GH-(V)型电除尘器微机控制电源输入/输出参数一览表序号 输入/输出参数 设备容量交流输入电压(V)交
5、流输入电流(A)直流输出电压(KV)直流输出电流(A)直流输出功率(KW)交流视在功率(kVA)10.2A/(60-72)kV38045/5460/720.212/1418/2020.4A/(60-72)kV38090/10860/720.424/2934/4130.6A/(60-72)kV380135/16260/720.636/4351/6240.8A/(60-72)kV380180/21660/720.848/5868/8251.0A/(60-72)kV380225/27060/721.060/7286/10361.2A/(60-72)kV380270/32560/721.272/861
6、03/12371.4A/(60-72)kV380316/37960/721.484/101120/14481.6A/(60-72)kV380360/43360/721.696/115137/16591.8A/(60-72)kV380405/48660/721.8108/140154/185102.0A/(60-72)kV380450/54060/722.0120/144172/2062调节整定参数2.1 mA：直流输出电流值。整定调节范围：20%-100%额定值。2.2 kV：直流输出电压值。整定调节范围：20kV-额定值。2.3 火花率整定范围：40-200次/分。2.4 少火花运行时，火花
7、率10次/分。2.5 普通火花跟踪时，火花率允许变化范围：60次/分。2.6 二次欠压值：15-18kV。2.7 开路跳闸最大电压值：输出电压额定值。2.8 二次短路最大电流值：输出电流额定值。2.9 跳闸报警延时时间：0.5秒-5分。2.10 闪络封锁时间选择范围：可任意选择，推荐1-4个半波数。2.11 间歇、简易脉冲供电占空比：可任意组合，推荐1-8。2.12 简单脉冲供电幅度比：1/2；1/4；1/6。2.13 可控硅导通角变化范围：0-172度。四、主要功能1运行方式控制功能1.1 A方式：最佳工作点探测运行控制方式（少火花运行方式）适用于高比电阻粉尘和存在着易燃易爆气体的场合，能起
8、到克服反电晕、防止燃烧爆炸和节约能源的作用。1.2 B方式：间歇供电适用于高比电阻粉尘克服反电晕或运行工况较好、排尘浓度较低的场合，在保证排尘浓度的情况下节能。1.3 C方式：简单脉冲供电这是与间歇供电功能相近的供电方式。根据排尘浓度要求，可与间歇供电有比较地选择使用。1.4 D方式：火花率整定控制运行方式这种运行方式可恒定地运行在给定的火花率之下（给定范围40-200次/分），特别适用于粉尘浓度高、容易产生电晕闭塞场合，以及工况条件恶劣、除尘效率低的场合。这种情况均希望加强粉尘的荷电率，以提高除尘效率，推荐此时的火花率在（80-150）次/分之间为好。1.5 E方式：普通火花跟踪运行控制方式
9、为满足用户选择或作试验研究对比用，保留了模拟机的主要运行控制方式。1.6 F方式：输出功率自动调节控制运行方式这种运行方式最适合于工况条件变化幅度起伏很大的场合。它利用最后一个电场的运行参数为反馈指令，更替不同的运行方式，随时保证排出口浓度要求和相应的输出功率，以期高效节能。上述六种运行方式再配上闪络封锁控制，则会得到运行参数不同的另外六种运行方式，所以本机实际上可提供12种运行方式供选择。2管理功能2.1 开、停机操作管理2.2 汉字显示运行参数名及其参数值的观察、修改、设定。2.3 可通过RS485通讯接口与中央机通讯，能在中央机上实现在控制器上的各种操作功能。3故障检测保护功能在设备发生
10、故障时，可通过汉字液晶显示屏显示下述十一种故障名称。3.1 输入过流（保护）3.2 可控硅开路（保护）3.3 输出短路（保护）3.4 输出开路（保护）3.5 偏励磁（保护）3.6 输出欠压（保护）3.7 临界油温（报警）3.8 危险油温（保护）3.9 重瓦斯（保护）3.10 轻瓦斯（报警）3.11 低油位（保护）五、设备安装1拆封1.1 设备开箱后，应检查设备的部件、附件、备件和技术文件是否齐全。1.2 检查控制柜经运输后仪表有无损坏，紧固件有无松动，控制柜内各部件有无松脱现象，发现异常应及时处理，不能修复的请与我方联系。1.3 检查高压硅整流变压器油箱、油枕及瓷瓶等有无损伤、渗漏油现象。2安
11、装2.1 控制柜应安装在平整的平面上，建议装在槽钢上，这样有利于固定，又容易控制柜外壳接地。2.2 高压硅整流器可安装在钢轨上或槽钢上，对于安装在户外的高压硅整流器建议用户在高压硅整流器上采用简单房顶结构。2.3 按图纸要求进行接线，注意电源进线和控制柜到变压器之间的连线应按额定电流要求选用合适截面的导线，二次电压、二次电流取样线、油温取样线应用屏蔽线，连接时应按编号接线。2.4 电除尘器本体要有可靠的接地，接地电阻应小于2，高压硅整流器、控制柜外壳应可靠地接地，其地与除尘器本体地要可靠连接。2.5 用仪表检查所有连线以确认连接正确可靠。六、设备调试设备安装好后，按下述步骤进行调试。1按连线图
12、要求，用万用表检查各连接线，保证连线正确。2使主回路开关处于断开状态，给控制柜送电，先合上电源开关QS2，然后接通门锁开关SA1，控制器应正常带电。3为检查可控硅触发系统是否正常，按下运行/停机键，控制器应处于运行状态，其门后的接口板上的发光二极管应发光，约十五秒后控制柜将发出可控硅开路报警。4在保证电除尘器内无人及高压硅整流器附近无人的条件下，将高压硅整流器带上电场负载。5合上主回路的开关QF1，按下控制器面板上的运行/停机键，设备将处于运行状态，一次电压、一次电流、二次电压、二次电流表头指示值将随着输出变化。6若需校正二次电压、二次电流表头的指示，用标准表监视高压硅整流器输出的二次电压和二
13、次电流，校正控制柜上的二次电流表头指示请调节控制柜门后面接口板上的电位器R17，校正二次电压表头指示调节接口板上的电位器R20。7控制器上显示值调整见附录图（6）8设备投入正常使用时，应根据电场的工作电压，选择合适的高压硅整流器的输入接头，使设备的输出电压与电场负载良好地匹配，保证设备稳定可靠地运行，并达到节能的效果。对于输出额定电压为72kV的高压硅整流器，当电场工作电压小于60kV时，高压硅整流器的输入接60kV档；当电场工作电压大于60kV时，小于66kV时，高压硅整流器的输入接66kV档；当电场工作电压大于66kV时，高压硅整流器的输入接72kV档。七、设备使用1开机开机操作按下述步骤
14、进行。1.1 将主回路开关QF1扳到断开位置。1.2 合上控制柜内的控制电源开关QS2，将控制柜门上的门锁开关处于接通状态。1.3 按控制器面板上的复位键，控制器液晶显示屏则显示地一屏。1.4 将主回路开关QF1扳到闭合位置。1.5 按下控制器面板上的运行/停机键。2停机停机操作按下述步骤进行。2.1 按下控制器面板上的运行/停机键（或复位键）。2.2 将主回路开关QF1扳到断开位置。八、设备维护1控制柜维护1.1 制室地面应坚持每天打扫，保持室内清洁。1.2 控制柜门应保持密封，并保证冷却风机的正常运行。1.3 定期用干燥压缩空气清扫控制柜的灰尘，保持柜内清洁。若灰尘严重，控制器也应定期用刷
15、子清洁。2高压硅整流器变压器维护2.1 高压硅整流器运行时值班人员应对变压器作定期巡回检查，内容包括：2.1.1 监视控制柜上的仪表、负荷变化、温升及高压硅整流器的电磁声响有无异常。2.1.2 定期检查高压硅整流器的油位、附件、干燥器有无异常及有无渗漏油现象。2.2 定期对高压硅整流器的高低压瓷套管及器身进行擦拭，保持其表面干净。2.3 每半年（最长周期不得超过一年）对高压硅整流器内的油取样并进行绝缘耐压试验（其电击穿强度应高于45kV），以监视其所含水分是否符合要求。2.4 高压硅整流器每5年应进行一次吊芯检查，吊芯时应注意下述事项：2.4.1 吊芯一般应在良好天气状况下进行，并且无灰烟、尘
16、土、水气（相对湿度不大于75%）的清洁场所进行，尽量缩短吊芯时间，防止高压硅整流器油及器身受潮或污染而降低主绝缘。2.4.2 起吊时应有专人指挥，油箱四角亦要有人监视，防止铁芯和绕组及绝缘部件与油箱碰撞损坏。2.4.3 户外式高压硅整流器吊芯前应注意打开箱盖观察孔上的盖板，用扳手拆开负高压输出转接板上的白色螺旋形连接线。 3控制器面板本控制器面板的右部由型号标题和8个键组成的专用键盘构成，左半部为商标和液晶显示屏，如下图。本机所有操作功能的完成都是通过上图所示的键盘由操作者输入相应指令后由计算机完成的，现先将键盘功能简要介绍如下：1.1“复位”键，计算机复位功能键；1.2“开机/停机”键，为系
17、统及单元开/停机操作功能键；1.3“参数”键，为修改整定参数功能键；1.4“”、“”键为运行值上升或下降及参数整定值增加或减少功能键；1.5 “”、“”键为页面翻转及光标位置移动功能键;1.6 “中止”键为设备运行参数处于中止状态功能键;4各种功能的正确使用与操作的实现合上控制器电源开关，显示屏上将显示第一屏内容，根据各种操作可依次出现第二屏及第三屏，其显示内容包括各种参数显示、整定、运行状态等。4.1.1第一屏一次电压：( XXX)V : XXXV D 式 一次电流：( XXX)A : XXXA二次电压：( XX)KV : XXKv 近 控 二次电流：(XXXX)mA:XXXXmA 工 作4
18、.1.2第二屏控 制：近 控 导通角 ： 0-180 闪络封锁：28 闪 频 ： 0-100设 备 号：XXX 油 温 ： 30-85幅 度 比：1-2 占空比 ： 2-24.1.3第三屏A输出过流 E输出欠压 H偏励磁B输入开路 F临界油温 I 低油位C输入短路 G危险油温 J 轻瓦斯D输出开路 K重瓦斯4.2参数设定 参数设定的步骤如下：4.2.1按“参数”键后,光标将在参数名处闪烁。4.2.2通过“ ”或 “ ”键,光标跳转到你所需参数名处。4.2.3通过“ ”或 “ ”键,将参数增加或减少到你所需整定值。4.2.3再按“参数”键,新的整定值将接收。注：在停机状态下设定工作方式和整定，在
19、断电时有记忆功能。在工作状态下设定工作方式和整定，在断电时无记忆功能。本控制器分三屏显示，第一屏和第二屏可通过“ ” “ ”键来转换分屏显示，第三屏为产生故障时出现，光标在（A-K）参数名前闪烁。既为提示故障报警内容。 九、故障查找1电源控制器的显示屏（在复位后）无显示。1.1 检查输入电源。1.2 检查控制电源开关KX。1.3 检查高压柜门上的门锁开关SA。1.4 检查控制器上的保险丝。1.5 检查等离子显屏开关电源（在控制器底部）。2故障显示在运行状态下，当设备遇到异常情况，控制器等离子显示屏会显示故障性质内容。3故障处理当出故障时，请按故障提示内容查找故障原因。3.1 输出开路输出开路按
20、图（1）检查。3.2 输出短路输出短路按图（2）检查。3.3 输出欠压输出欠压按图（3）检查。3.4 偏励磁偏励磁按图（4）检查。3.5 输入过流3.5.1 检查显示值与表头指示值是否对应，如果不相符调节控制器内一次电流电位器。3.5.2 查明故障原因或与我公司技术部门联系。3.6 可控硅开路可控硅开路按图（5）检查。3.7 临界油温3.7.1 确认油温显示的正确性。3.7.2 高压硅整流器的温升小于45，应属正常状态。3.7.3 高压硅整流器的温升大于45，查明故障原因或与我公司技术部门联系。3.8 危险油险3.8.1 确认油温显示的正确性，如不正确检查温度传感器是否损坏。3.8.2 高压硅
21、整流器温升小于45，应适当减小输出。3.8.3 高压硅整流器温升大于45，查明故障原因或与我公司技术部门联系。3.9 轻瓦斯3.9.1 检查信号线411，414是否短路。3.9.2 查明故障原因，进行适当的处理。3.10 重瓦斯3.10.1 检查信号线411，412是否短路。3.10.2 查明故障原因或与我公司技术部门联系。3.11 低油位3.11.1 检查信号线411，413是否短路。3.11.2 油位低增加适当的变压器油（变压器油的油号应相同、其击穿强度应大于45kV）。附 录1 图（1）输出开路检查流程图2 图（2）输出短路检查流程图3 图（3）输出欠压检查流程图4 图（4）偏励磁检查流
22、程图5 图（5）可控硅开路检查流程图6 图（6）GH-(V)型控制器线路板调节图7 接口触发电路线路板元件布置图8 GH-(V)型控制器主板元件布置图9 GH-(V)型电除尘器微机自动控制高压供电装置电路原理图10 GH-(V)型高压供电装置线缆连接图注：本说明书中提供的附图仅供参考，如作修改恕不另行通知。十、指导教师评语 是检查二次电流取样线是否开路或对地短路正常否否更换取样线检查输出阻尼电阻开路否是更换阻尼电阻否检查输出隔离开关闭合否否闭合隔离开关是检查电场进线图（1）输出开路检查流程图检查二次电压取样线对地短路是更换取样线否检查输出隔离开关接地是将隔离开关接入电场否电除尘器内部短路图（2
23、）输出短路检查流程图否按控制器上复位键重新启动设备正常是进入正常运行检查电除尘器图（3）输出欠压检查流程图是停机时L1、L2不亮运行时L1、L2均亮正常否检查接口板上三极管V3、V4是否损坏检查触发板上脉冲变压器输入输出有无开路检查接口板上L1、L2的工作状态正常是正常否检查触发板上脉冲变压器输入输出有无开路处理方法与厂方联系更换三极管是否图（4）偏励磁检查流程图图（5）可控硅开路检查流程图是否是运行时接口板上V4、V7发光否正常否用万用表检查接口板上电解电容C2的直流电压检查主回路断路器是否处于闭合状态电压正常是闭合否检查触发板上脉冲变压器输入输出有无开路闭合断路器检查连接电缆是否接好否开路是检查可控硅及可控硅触发信号检查接口板上熔丝管更换熔断器