Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

6. juni 2007Tyristortrigger Triggermodul til trefase tyristorbru H07E03 Terje Jamissen Jan Hennestad.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "6. juni 2007Tyristortrigger Triggermodul til trefase tyristorbru H07E03 Terje Jamissen Jan Hennestad."— Utskrift av presentasjonen:

1 6. juni 2007Tyristortrigger Triggermodul til trefase tyristorbru H07E03 Terje Jamissen Jan Hennestad

2 6. juni 2007Tyristortrigger Ramme •Øvre budsjettramme: ,- kr •Hovedmål: To prototyper for triggermoduler utviklet og realisert til under markedspris •Teknisk grunnlag: –HiØ sin kravspesifikasjon •Litteraturstudier –Dokumentasjon for enfaset tyristorbru brukt ved oppdragsgivers laboratorium –Kompendium ”Microprocessor applications in power electronics” av Lars Einar Norum –Katalog ELFA 55, 2007

3 6. juni 2007Tyristortrigger Organisering •Tittel: Triggermodul til tyristorstyrt trefase likeretter og vekselretter •Oppdragsgiver: Høgskolen i Østfold, avdeling for ingeniørfag, fagområde elektro •Styringsgruppens leder: Even Arntsen, Høgskolen i Østfold •Referansegruppe/-personer: Helge Mordt, Høgskolen i Østfold, Arne Østby, Høgskolen i Østfold •Alle fagområde Elektro

4 6. juni 2007Tyristortrigger Ressursramme og -bruk •770 timeverk •  kr ,- •Nesten det dobbelte •  kr ,- Planlagt:Brukt:

5 6. juni 2007Tyristortrigger Ressursbruk

6 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen •Utarbeidet i samarbeid med veilederne •Krav knyttet til: –Nivåområde og frekvens –Styrevinkel –Kontrollgrensesnittet –Triggepulsene –Indikatorer –Fysiske dimensjoner og utforming

7 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen Skjematisk definisjon av grensesnitt for trigger: Triggermodul Drivere med transformatorer 230 V énfase  10V → +10V 10 bits 230/400 V trefase Grensesnitt

8 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen •Nivåområde og frekvens: –≤ 500 V linjespenning –50 og 60 Hz •Styrevinkel: –Nedre respektavstand mellom 0 og 15 º –Øvre respektavstand mellom 160 og 175 º –Oppløsning tilvarende 10 bits, dvs. styrevinkelområdet (180 º) deles inn i 1024 diskrete nivåer

9 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen •Kontrollgrensesnittet: –Én analog og én 10 bits digital styringskilde –Analog styrespenning i intervallet [  10, +10] V –Digital verdi fra 0 til 1023

10 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen Den analoge karakteristikk: Styreverdi [V]10 90º 180 º α  10

11 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen Ulineær: U d = U d  0  cos  Lineær: U d = U d  0  (180   )/180  U Dα Styreverdi  [º] Maksimal likespenning ut 180 Cossinuskarakteristik k Lineær karakteristikk 0 Minimal likespenning ut

12 6. juni 2007Tyristortrigger Kravspesifikasjonen •Triggepulsene som enkeltpulser eller som pulstog opp mot ca 1 ms –enkeltpulsene må utnytte pulstransformatorenes Vµs- tall optimalt –puls(ene) må blokkeres ved feil •Indikatorer for drift (grønn = ok) og feil (rød) •Fysiske dimensjoner og utforming –berøringssikkert –monteres på plate tilpasset laboratorieformål

13 6. juni 2007Tyristortrigger Resultater / hva er oppnådd? •Noen valg er tatt –Mikrokontrollerstyrt med ATMega16 (mange tilgjengelige på lab’en) –Fysiske og programmessige grensesnitt er definert •Fysisk utforming og kretskortene er klare på tegnebrettet •Triggerkortet er realisert, men ikke testet •Programmet synes å virke – så langt(!)

14 6. juni 2007Tyristortrigger Resultater Fysiske grensesnitt, 1. utgave: TriggermodulDrivere med transformatorer og nullgjennomgangsdetektorer 230 V énfase  10 til +10V DC 10 bits 230/400 V trefase Grensesnitt 9 til 15V DC

15 6. juni 2007Tyristortrigger Resultater Fysiske grensesnitt, 2. utgave: Triggermodul 230 V énfase  10 til +10V DC 10 bits 230/400 V trefase Grensesnitt 9 til 15V DC Drivere med transformatorer Nullgjennom- gangs- detektorer

16 6. juni 2007Tyristortrigger Fysisk utforming •Tilpasset laboratoriets mål for oppkoblingspanel bak pult L1 L2 L3 DC a DC k [  10, +10] V

17 6. juni 2007Tyristortrigger Nullgjennomgangene •Optisk basert for galvanisk skille •Fiktivt nullpunkt for å detektere fasenullgjennongang Fase 1 detektor V CC Fase 3 detektor Fase 2 detektor L2-status L3-status X L1-status n L 1p L 1n L 2p L 2n L 3p 9x1k 5k L 3n L1L2L3

18 6. juni 2007Tyristortrigger Fasestatus og avbruddspulser 0  22 usus utut urur SYNK1 0 FS1  FS1+ A B C SYNK3 0 FS3+ FS3  B1B ursurs ursurs 0 urturt u st u sr utrutr utsuts utsuts T1 T3 T5 T6 α  0° α  60° T2T4 SYNK2 0 FS2  FS2+

19 6. juni 2007Tyristortrigger Endelig slipper vi til Terje •Han kan si oss alt om programmet

20 6. juni 2007Tyristortrigger Flytdiagram for hovedprogram M8 Valg_Tyr M5 Alfa Int_0 Start Timer1 Int_1 M10 Tenn_Tyr Start Initialiser systemet Innfasing ? ja nei Klarer innfasing M2 Frekvens M6 Innfasing Avbrudd = 7 M1 Synk Slave? ja nei M3 Drift Int_0 Int_1 M9 TennTid Ext_Int Klar Timer0 Int_0 1 1 Drift ok? nei ja M7 Sorter M4 Respekt

21 6. juni 2007Tyristortrigger Initialisering INIT: •Navngir registre •Aktiverer avbrudd •Lagrer tenningstabeller i SRAM •Lagrer lineariseringstabell i programminne •Lagrer respektavstandstabell i programminne •Maks feil før ny Synk •Definerer inn og utporter

22 6. juni 2007Tyristortrigger Hovedprogrammet Hoved: •Tenner begge driftlampene •Aktiverer/deaktiverer pulstog •Aktiverer/deaktiverer linearisering

23 6. juni 2007Tyristortrigger M1, Synkronisering ved oppstart Synk: •Venteløkke •Registrere fasetilstand •Går videre ved endring i fasetilstand •Hopper til tilstandsmaskinen NT (Neste Tilstand) •TIMER2 registrerer faselengden •8 målinger •Registrerer ugyldig nestetilstand

24 6. juni 2007Tyristortrigger M2 Frekvens Hz: •Utregning av frekvens •Godkjenning 50 Hz eller 60 Hz •Feil ved usymmetri om nullpunkt •Ved feil, ny Synk og feillampe tennes •Godkjent, riktig frekvenslampe tennes

25 6. juni 2007Tyristortrigger M3, synkronisering under drift Drift: •Venteløkke •Registrere fasetilstand •Går videre ved endring i fasetilstand •Hopper til NT •Registrerer ugyldig nestetilstand •Sikring av tyristorer ved feil NT •Genererer pulstog hvis det er valgt

26 6. juni 2007Tyristortrigger M4 Respektavstander Respekt0: •Avleser ønsket nedre respektavstand •Henter verdi fra respektavstandstabell Respekt180: •Avleser ønsket øvre respektavstand •Henter verdi fra respektavstandstabell •Hindrer alfaverdi over øvre fastsatte respektavstand

27 6. juni 2007Tyristortrigger M5, Styrevinkelen  Alfa: •Innlesing 10 bits digital alfa •Innlesing analog alfa til A/D omformer •Henter verdi fra lineariseringstabell •Sjekker innlest alfa mot nedre respektavstand •Sjekker innlest alfa mot øvre respektavstand •Eventuelt flytter verdi •Hopper ved ferdig Innfas

28 6. juni 2007Tyristortrigger M6 Innfasing Innfas: •Begynner med alfaverdi på 90° •En intervall endring pr syklus •Stopper ved ønsket verdi

29 6. juni 2007Tyristortrigger M7 Sorter SorterAlfa: •60° sykluser •Alfa mindre enn 60° ikke fratrekk •Alfa mindre enn120°, alfa minus 341 •Alfa mindre enn180°, alfa minus 682 •Innenfor respektavstandene •Verdier i to registre SorterStatus: •Bestemmer tyristorpar for tenning •Alfa mindre enn 60° ingen tilegg •Alfa mindre enn120°, pluss 6 i tenningstabell •Alfa mindre enn180°, pluss 12 i tenningstabell •Fasetilstanden bestemmer grunntall •Verdier i to registre •Ugyldig verdi, hopper til Drift •Drift generer 0 i tenning tyristorer

30 6. juni 2007Tyristortrigger M9 TennTid TennTid: •Multipliserer korrigert alfaverdi med •korrigeringsfaktoren for 50 Hz, eventuelt 60 Hz •Kan bare definere hele tall •Manipulere desimaler •Lagres i SRAM

31 6. juni 2007Tyristortrigger Tilstandsmaskinen NT •Subrutine NT: –Generer neste lovlige tilstand etter gjeldene fasetilstand –Endrer kun et siffer

32 6. juni 2007Tyristortrigger Avbruddsmekanismene Eksternt interupt2: •Skjer ved fasenullgjennomgang •Hopper når ingen driftslampe er tent •Starter TIMER0 Time0Comp: •Flytter tyristorpar for tenning i SRAM •Forebygger feiltenning •Forebygger feil alfaverdi •Laster inn alfaverdi til TIMER1 •Starter TIMER1 •Stopper TIMER0 Time1Comp: •Stopper TIMER1 •Aktiverer tyristorpar •Lager tenningspuls

33 6. juni 2007Tyristortrigger Noen tall! •Hovedprogramsløyfen tar cirka 20 μs. •VIKTIG •Kvantisering på 0,18  ved 10 bits oppløsning •Problemområder ved 30 og 60  •Viktige verdier –Husk 30  –59,82° = 340 = –60,00° = 341 = –175= 995 =

34 6. juni 2007Tyristortrigger Oppsummering •Programmet synes å operere stabilt •Optokoplingen tar mer plass enn ønskelig, gir også noe tap pga. motstandene i serie •Løsninger som syntes kurante, viste seg likevel å måtte endres •Veldig lærerikt og til tider svært morsomt (særlig det som fungerer) •Løsningen kan videreutvikles og foredles slik at samtlige krav/ønsker formodentlig kan oppfylles •Prosjektet synes gjennomførbart for de som er raske nok!

35 6. juni 2007Tyristortrigger Takk for oppmerksomheten!


Laste ned ppt "6. juni 2007Tyristortrigger Triggermodul til trefase tyristorbru H07E03 Terje Jamissen Jan Hennestad."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google