新變壓器發動時異響的原因分析
變壓器合閘后就有“嗡嗡”的響聲,這是由鐵芯中交變的磁通在鐵芯硅鋼片間產生一種力的振動的結果。一般說,這種“嗡嗡”聲的大小與加在變壓器上的電壓和電流成正比。正常運行中,變壓器鐵芯聲音應是均勻的,但在過電壓(如鐵磁共振)和過電流(如過負荷、大動力負荷啟動、穿越性短路等)情況下可能會產生比原來“嗡嗡”聲大但無雜音的聲音,但也可能隨著負荷的急劇變化,呈現“割割割、割割割”突出的間隙響聲,此聲音的發生與變壓器指示儀表(電流表、電壓表)的指示同時動作,容易辨別。其他異常聲音,則包括:
(1)個別零件松動,造成非常驚人的“錘擊”和“刮大風”之聲,如“叮叮當當”和“呼呼”之聲,但指示儀表均正常,且油色、油位、油溫也正常。
(2)變壓器外殼與其他物體撞擊引起,如因變壓器內部鐵芯的振動引起其他部件振動,使接觸部位相互撞擊;變壓器上裝控制線的軟管與外殼或散熱器撞擊,呈現“沙沙沙”聲,這種聲音有連續時間較長但存有間隙的特點,此時變壓器各種部件不會呈現異常現象。這時可尋找聲源,在最響的一側用手或木棒按住再聽聲音有何變化,以判別之。
(3)外界氣候影響造成的放電聲,如大霧天、雪天造成套管處電暈放電或輝光放電,呈現“嘶嘶”、“嗤嗤”之聲,夜間可見藍色小火花。
(4)鐵芯故障引起,如鐵芯接地線斷線會產生如放電的霹裂聲,“鐵芯著火”,將造成不正常鳴聲。
(5)匝間短路引起短路處局部嚴重發熱,使油局部沸騰會發出“咕嚕咕嚕”像水開了的聲音,這種聲音需特別注意。
(6)-分接開關故障引起,如因分接開關接觸不良,局部發熱也會引起像繞組匝間短路所引起的那種聲音。
(7)空載合閘時由勵磁涌流引起,這時的異常聲音只是一瞬間。
引起變壓器運行異音的原因很多,而且復雜,因此需要在實踐中不斷地積累經驗來判斷引起異音的原因
三路變壓器數字轉換接口的工作原理分析
旋轉變壓器/數字轉換器是角位移測量和控制的重要組件,它把測角模擬量轉換成數字量信號,廣泛應用于飛行器姿態控制和檢測、導彈控制、雷達天線監控、火控系統等軍事裝備中。隨著集成電路的高速發展,這種類型的轉換器已有許多產品以固態電路封裝形式應市。在國內這種數字轉換器模塊有12位到22位不等,轉換精度基本能夠滿足應用需求,但由于數字轉換器內部響應速度的限制,轉換器只能跟蹤一定速度范圍內的軸角變化,在要求多路信號切換速度較高的數字轉換系統中,用一個數字轉換器模塊控制多路信號的數字量輸出時,將不可避免地出現數字量輸出滯后于軸角的變化。為了準確地獲取角度信號,就需要增加多路測角的時間周期,為此介紹一種基于ISA總線的三路旋轉變壓器/數字轉換模塊接口電路,該電路已經成功應用在某平臺慣導三個姿態角的測量中,測角速度快,精度高。
1 旋轉變壓器/數字轉換模塊工作原理
旋轉變壓器/數字轉換模塊是電路的重要元器件,根據需求采用中船重工集團第716所生產的型號為19XSZ2413一S32的19位旋轉變壓器/數字轉換模塊,其測角精度能達到10”。根據旋轉變壓器/數字轉換模塊的基本原理生產出的旋轉變壓器/數字轉換模塊,其內部包括粗通道旋轉變壓器到數字轉換器、精通道旋轉變壓器到數字轉換器、雙速處理器和三態鎖存器。粗通道旋轉變壓器到數字轉換器轉換成12位數字角度,精通道旋轉變壓器到數字轉換器轉換成14位數字角度,兩數字角度量再經一個雙速處理器進行硬件實時糾錯處理、粗精組合后,輸出一個19位并行數字角度量到鎖存器。該模塊內部原理框圖如圖1所示。
2 硬件設計及分析
整個接口電路主要由3部分構成:譯碼電路、旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路和脈寬控制電路,接口電路原理框圖如圖2所示。
2.1 譯碼電路
譯碼電路主要由譯碼芯片SN74HC154組成,用來產生接口電路的端口地址。當ISA總線的地址線SA15~SA10,SA4和SA0為邏輯“O”,SA9~SA7和SA5為邏輯“1”,SA1,SA2,SA3,SA6分別對應SN74HCl54的輸入端A,B,C,D時,選通接口電路,由此知該接口電路的地址范圍為:0x03AO~Ox03AE和0x03EO~0x03EA,其中,0x03EO~Ox03EA分別為讀俯仰、橫滾、航向的低16位和高3位數字信號,0x03A0和Ox03A8分別為三路同時解除和禁止INH信號,Ox03A2~0x03A6分別為解除俯仰、橫滾、航向的INH信號,0x03AA~Ox03E分別為禁止俯仰、橫滾、航向的INH信號。
2.2 旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路
三路旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路是整個接口電路的核心,由3個旋轉變壓器/數字轉換模塊及其外圍控制電路組成。旋轉變壓器/數字轉換模塊中的兩個重要信號“INH”和“CB”分別控制輸入模擬信號的轉換和輸出19位數字信號的鎖存。INH禁止信號輸入端,內部已經用上拉電阻接到+5 V,當INH為邏輯“0”,即禁止INH信號時,延遲600 ns后鎖存器內數據穩定,可讀取數據;當INH為邏輯“1”,即解除INH信號時,鎖存器內數據更新,此時禁止讀取數據。CB為數據轉換結束的檢測信號,當CB為高電平時,表示轉換器內處于跟蹤轉換狀態,此時數據輸出不穩定;當CB為低電平時,表示轉換器內已經轉換結束,此時數據輸出穩定有效,可以讀取。其中一路旋轉變壓器/數字轉換模塊控制電路原理框圖如圖3所示。
該電路在工控機剛開始上電時,“RES”(RESET DRV)輸出一負脈沖,此時SN54HC74的Q輸出為高,此信號用來控制旋轉變壓器/數字轉換模塊的INH,此時平臺慣導內部旋轉變壓器輸出的俯仰、橫滾、航向3個姿態角的粗精通道正余弦模擬信號進入19XSZ2413一S32旋轉變壓器/數字轉換模塊,這是電路工作的初始狀態。之后旋轉變壓器/數字轉換模塊通過編程控制地址譯碼的輸出,實現三路模塊同時工作或單路模塊工作。其中,對3塊旋轉變壓器/數字轉換模塊CB信號的控制采用查詢方式,CB用來控制鎖存器U1,U2和U3(SN74HC373)的使能端LE,由于輸出為19位數字量,所以采用3個SN74HC373,當數據轉換完成之后,CB自動變為低,從而使能LE,當CPU讀取數據時,鎖存器OE使能,19位轉換數據同時打入3個鎖存器等待CPU的讀取。
2.3 脈寬控制電路
脈寬控制電路主要用來控制ISA接口板上的I/O CSl6,當I/O CSl6信號有效時,通知系統板當前的數據傳送是一個有等待狀態的16位I/O周期。在電路調試中通過調節R1,C11的大小可以控制I/O CSl6低脈沖的時間,使得通過ISA總線讀取低16位數據時正確穩定。現在電路中采用3個旋轉變壓器/數字轉換模塊分別控制三路角度量信號的轉換輸出,當INH為邏輯“O”之后,經過600 ns的延時,CB為“O”,CPU即
4 實驗結果
利用實驗室已有的數字/旋轉變壓器板產生的信號作為輸入,角度測試結果如表1所示,實驗結果表明測角精度可以達到10”,滿足精度要求。
5 結 語
該接口電路已經應用在某平臺慣導3個姿態角的測量中,工作正常,證明該電路設計合理。在電路中測角精度達到10”,能夠滿足精度要求,更重要的是縮短了該平臺慣導系統三個姿態角的測角周期,達到應用的目的。