具有快速响应的电磁流量计高低压励磁系统
发布日期:2018-06-08 09:37
1.引言
    目前,电磁流量计大多采用低频矩形波叻磁方式,以使传感器输出信号获得较一长时间的平稳段,保证其测最精度。当测最浆液流最时,由于浆液中的固体颗粒划过电极表面,导致传感器输出信号跳变,该跳变即为浆液噪声。研究发现,浆液噪声的特性满足1 /f分布。所以,为了减小浆液噪声对输出信号的影响,要求提高励磁频率。然而,由于电磁流量计的励磁线圈为感性负载,提高励磁频率将会造成励磁电流在半励磁周期内的稳定段变短,不利于流量的测量。 特别是当励磁线圈的电感位较大时,若提高励磁频率,就有可能使励磁电流无法进入稳态,从而无法进行流量的测量.国外大多采PWN反馈控制或在H桥低端设置恒流品体管来进行恒流控制,。前一种方法的电流响应速度较慢,且电流纹波较严重;后一种方法由于恒流控制电路会造成H桥低端电压波动较大,不利于H桥的开关控制。国内生产企业大多采用国外较为落后励磁技术,励磁电流在51 In、左右才进入稳态,因此励磁频率难以提高,频率多为2.5~5 Hz。为此,国内也进行了励磁方法的相关改进研究,提出了基于线性电源的励磁控制方案,提出了基于高低压电源切换的励磁控制方案。基于线性电源的励磁控制方案仅适用于励磁线圈电感值相对较小的传感器的高频励磁。高低压电源切换励磁控制方案则由于采用更高压电源加速电流响应速度,能在一定程度上提高励磁频率。但是,披露的高低压电源切换的励磁控制方案,对于励磁线圈电感位较大的传感器,励磁电流响应速度难以进一步提高,从而限制了励磁频率进一步提高的可能。并且励磁方向切换时,励磁线圈中储存的电能全部由泄放电路消耗掉,能最利用率低,造成能最浪费和电路温升。特别是励磁线圈电感值较大时,电路能耗更大,不利于电路长期稳定工作。
2.励磁控制方案设计
    基于能量回馈和电流旁路的高低压励磁控制方案框图如图1所示,主要由高、低压电源、能量回馈电路、高、低压切换电路、恒流控制电路、电流旁路电路、H桥开关电路、检流电路和励磁时序
产生电路组成。
工作流程
    在励磁平稳阶段,励磁线圈中的励磁电流为稳态设定值。迟滞比较电路控制高低压切换电路,切换至低压源作为励磁工作电源,并切断电流旁路电路。恒流控制电路在低压供电的情况下通过H桥向励磁线圈提供恒定电流。当励磁方向切换时,励磁线圈一首先对能最回馈电路放电,检流电路检测到的电流值瞬间为负,从而切换高压源作为励磁工作电源,同时接通电流旁路电路,以屏蔽恒流控制电路。励磁线圈中的能量.通过泄放回路,由能星回馈电路中的储能电容储存起来。此时电容两端的电压幅值超过输入端的高压源。待励磁线圈能员泄放完成后,励磁线圈中的电流减小为零并改变方向,能量回馈电路开始放电,将储存的能星通过电流旁路电路和H桥直接回馈给励磁线圈。待能觉回馈电路两端电压下降到高压源电平状态时,由高压源直接通过电流旁路电路和H桥对励磁线圈进行励磁控制.当线圈中励磁电流上升到设定的超调最时,迟滞比较电路控制高低压切换电路,切换低压源作为励磁工作电源并切断电流旁路电路,然后由恒流控制电路开始对励磁电流进行恒流控制。
 

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