具有快速響應的電磁流量計高低壓勵磁系統
發布日期:2018-06-08 09:37
1.引言
    目前,電流量計大多采用低頻矩形波叻磁方式,以使傳感器輸出信號獲得較一長時間的平穩段,保證其測最精度。當測最漿液流最時,由于漿液中的固體顆粒劃過電極表面,導致傳感器輸出信號跳變,該跳變即為漿液噪聲。研究發現,漿液噪聲的特性滿足1 /f分布。所以,為了減小漿液噪聲對輸出信號的影響,要求提高勵磁頻率。然而,由于電磁流量計的勵磁線圈為感性負載,提高勵磁頻率將會造成勵磁電流在半勵磁周期內的穩定段變短,不利于流量的測量。 特別是當勵磁線圈的電感位較大時,若提高勵磁頻率,就有可能使勵磁電流無法進入穩態,從而無法進行流量的測量.國外大多采PWN反饋控制或在H橋低端設置恒流品體管來進行恒流控制,。前一種方法的電流響應速度較慢,且電流紋波較嚴重;后一種方法由于恒流控制電路會造成H橋低端電壓波動較大,不利于H橋的開關控制。國內生產企業大多采用國外較為落后勵磁技術,勵磁電流在51 In、左右才進入穩態,因此勵磁頻率難以提高,頻率多為2.5~5 Hz。為此,國內也進行了勵磁方法的相關改進研究,提出了基于線性電源的勵磁控制方案,提出了基于高低壓電源切換的勵磁控制方案?;诰€性電源的勵磁控制方案僅適用于勵磁線圈電感值相對較小的傳感器的高頻勵磁。高低壓電源切換勵磁控制方案則由于采用更高壓電源加速電流響應速度,能在一定程度上提高勵磁頻率。但是,披露的高低壓電源切換的勵磁控制方案,對于勵磁線圈電感位較大的傳感器,勵磁電流響應速度難以進一步提高,從而限制了勵磁頻率進一步提高的可能。并且勵磁方向切換時,勵磁線圈中儲存的電能全部由泄放電路消耗掉,能最利用率低,造成能最浪費和電路溫升。特別是勵磁線圈電感值較大時,電路能耗更大,不利于電路長期穩定工作。
2.勵磁控制方案設計
    基于能量回饋和電流旁路的高低壓勵磁控制方案框圖如圖1所示,主要由高、低壓電源、能量回饋電路、高、低壓切換電路、恒流控制電路、電流旁路電路、H橋開關電路、檢流電路和勵磁時序
產生電路組成。
工作流程
    在勵磁平穩階段,勵磁線圈中的勵磁電流為穩態設定值。遲滯比較電路控制高低壓切換電路,切換至低壓源作為勵磁工作電源,并切斷電流旁路電路。恒流控制電路在低壓供電的情況下通過H橋向勵磁線圈提供恒定電流。當勵磁方向切換時,勵磁線圈一首先對能最回饋電路放電,檢流電路檢測到的電流值瞬間為負,從而切換高壓源作為勵磁工作電源,同時接通電流旁路電路,以屏蔽恒流控制電路。勵磁線圈中的能量.通過泄放回路,由能星回饋電路中的儲能電容儲存起來。此時電容兩端的電壓幅值超過輸入端的高壓源。待勵磁線圈能員泄放完成后,勵磁線圈中的電流減小為零并改變方向,能量回饋電路開始放電,將儲存的能星通過電流旁路電路和H橋直接回饋給勵磁線圈。待能覺回饋電路兩端電壓下降到高壓源電平狀態時,由高壓源直接通過電流旁路電路和H橋對勵磁線圈進行勵磁控制.當線圈中勵磁電流上升到設定的超調最時,遲滯比較電路控制高低壓切換電路,切換低壓源作為勵磁工作電源并切斷電流旁路電路,然后由恒流控制電路開始對勵磁電流進行恒流控制。
 

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