光纖連接在高壓變頻器中的應(yīng)用研究章勇高1宋平崗，度3滿永奎1.華中科技大學(xué)，湖北武漢430074；2華東交通大學(xué)，江西南昌33001玉3.東北大學(xué)，遼寧沈陽(yáng)0004元之間的電磁干擾問(wèn)，提出了采用光纖連接方法實(shí)現(xiàn)功率驅(qū)動(dòng)，賈肘信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送。設(shè)計(jì)了由181 1524發(fā)送器和12524接收器組成的光纖連接電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果明，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)，賈信號(hào)的精確傳送。該電路經(jīng)在5壓變頻器的開(kāi)發(fā)得刊應(yīng)用。

　　1引言單元串聯(lián)多電平高壓變頻器具有輸出波形好，能實(shí)現(xiàn)完美無(wú)諾波變頻。屯1諧波污染小，輸功率因數(shù)等特點(diǎn)。在人中型企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用這種變頻器采用梭塊化設(shè)方案。主電路結(jié)構(gòu)圮將相鄰功率單元的輸出端串聯(lián)起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)高壓變頻的直接輸出，各功率器件采用，1刖驅(qū)動(dòng)位號(hào)。

　　因此在功率單元與主控系統(tǒng)之間同時(shí)存在強(qiáng)電和弱電，使得主控系統(tǒng)與功率單元之間，以及功率單元與功率單元之間容易產(chǎn)生相互干擾，嚴(yán)重影響了高壓變頻器的安全討你運(yùn)廳。另外，隨著屯力電，7的發(fā)展，81在變頻器中的大量應(yīng)用，使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)因素。

　　傳統(tǒng)的解決方法是基于變壓器的電磁隔離和屏蔽屯纜技術(shù)。其無(wú)故障接只有非常有經(jīng)驗(yàn)的1程師才能設(shè)汁。即便如此，倍號(hào)線與功率單元之間的比較短距，以及良好的接地要求不僅使系統(tǒng)變得龐大，也火大，加了系統(tǒng)成木。為此提出利用光纖的固存特性。采用光纖收發(fā)器件實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)器件1驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳輸，不僅很好地解決了強(qiáng)弱電之間的隔離問(wèn)和信號(hào)的精確傳送，而且大大縮小了系統(tǒng)體積，降低系統(tǒng)成木1 2變頻器基本結(jié)構(gòu)000，高壓變頻器的基本結(jié)構(gòu)。

　　每相由5個(gè)功率單兀串聯(lián)，相共15個(gè)單元，每個(gè)功率單元的額定電壓為690，相鄰功率單元3450線電壓為6000功率單元采用模塊研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹半娔藢?dòng)化結(jié)構(gòu)，每個(gè)單兀只有3個(gè)輸入2個(gè)輸出的電氣連接端和個(gè)光纖插頭與系統(tǒng)連接，所以功率電元的更換和維修十分方便。

　　3光纖傳送原理以前，加618.若加入更高的耦合功率，光的上升過(guò)程和下降過(guò)程將會(huì)更快，也將允許采用更加簡(jiǎn)單2接收器技禾典型光纖是由玻璃或塑料制成，所以光纖連接相互干擾。光纖的另特點(diǎn)是不產(chǎn)生附加輻射，對(duì)電磁干擾肘1不敏感這將防止光纖干擾臨近的導(dǎo)線，并防止臨近導(dǎo)線的感應(yīng)或耦合噪聲干擾。

　　在此提出的光纖連接卞要用尸脈沖，1±遠(yuǎn)距離的準(zhǔn)確傳送。而1是由系列的1.屯平組成的，兇此這種傳送過(guò)程+于通飛領(lǐng)域的光纖通信，也不同于光電耦合器件的光電隔離。

　　通訊須域的光纖通信主要用來(lái)傳輸多媒體數(shù)據(jù)。光發(fā)送機(jī)和接收機(jī)木身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此整個(gè)系統(tǒng)非常龐大，而且投資成本高光屯耦合器件的倍號(hào)傳送雖然也是利用光媒介實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的隔離，但其發(fā)送端和接收端集成在同個(gè)芯片中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸。這里要介紹的光纖連接系統(tǒng)是利用光波為載本光纖為傳輸媒介。采用分立光發(fā)送器和光接收器來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送，你肘脈沖信4的，其基本工作原理很簡(jiǎn)單，2.即發(fā)光極管發(fā)送器發(fā)1的光結(jié)合1狒1信4逃入光纖，沿芥光纖到光檢測(cè)器，然后由檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出信號(hào)，從而完成信號(hào)的傳輸過(guò)程。

　　傳輸光纖光接收器信號(hào)輸出新82524接收器具序，8兼容輸出。，設(shè)計(jì)從冗到10；的數(shù)據(jù)傳送率接收器包拈1整塊1耦介的數(shù)字它帶有集電極開(kāi)路的肖特基輸出晶體管。其內(nèi)部的上拉電阻對(duì)于使12524接收器妃有州的，接受器中集成了3塊屏蔽板，用以屏蔽應(yīng)用中的外來(lái)噪聲干擾。

　　3光纖聱動(dòng)器歷75451是雙通道與非門(mén)驅(qū)動(dòng)器，其特點(diǎn)能輸，300出人電流和15輸出電。壓，輸出信號(hào)與丁1電平兼容，并具有很快的開(kāi)關(guān)速度，開(kāi)關(guān)延時(shí)小，傳輸延時(shí)為1825叫其作用保證有足夠的光功率尤合進(jìn)入光纖中，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速準(zhǔn)確傳送。

　　整個(gè)光纖連接系統(tǒng)主要由光發(fā)送器光接收器光驅(qū)動(dòng)器和傳輸光纖4部分組成。這種結(jié)構(gòu)主要是針對(duì)工業(yè)控制信號(hào)的傳送而設(shè)計(jì)的，如這里提到的功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳送，其工作原理與光電耦合器件基水致，只是將光電耦合器中光發(fā)送和接收分死同時(shí)采用光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制信號(hào)的傳送。

　　在高壓變頻器的開(kāi)發(fā)中選用了安捷侖公司的1此1524發(fā)送器柵1仰只2524接收器，結(jié)構(gòu)原地3所小，新甩1下爪1524發(fā)送器使用種光功率4光纖連接設(shè)計(jì)，5242524是標(biāo)準(zhǔn)8管腳01裝結(jié)構(gòu)，可水平或垂直安裝，擁有單向單向鎖存雙向雙向鎖存連接器。通用光纖收發(fā)器件是自動(dòng)可插入面，以防染光迎逍口在設(shè)汁電路時(shí)。可將發(fā)送器和接收器放在起。

　　構(gòu)成雙光迪路，以節(jié)省凡13板空間并避免連接錯(cuò)誤。機(jī)架的活動(dòng)裝置要確保光纖和收發(fā)器件的緊密費(fèi)合，減少光傳輸過(guò)程中的能量損耗，使用咬接型連接器使光纖和收發(fā)器件的連接簡(jiǎn)單并可重復(fù)。4出設(shè)計(jì)的光纖連接。驅(qū)動(dòng)電路中電容，2，的作用是加速光波的下降過(guò)程，以使接收器接收到比較大5參數(shù)的確定在祀纖連接設(shè)計(jì)中。主貲號(hào)慮以13侖指標(biāo)，光發(fā)送器將名少光耦合到傳輸光纖中，接收器需要接收多少光才能正常工作③到達(dá)接收器后有多少光損失。在設(shè)計(jì)中，通過(guò)測(cè)量光功率確定光的數(shù)光功率的單位為光纖中常用和來(lái)影響的基礎(chǔ)上，再增加定功率裕量。即可確定光纖驅(qū)動(dòng)電流，從而確定驅(qū)動(dòng)電路中的電阻值和電容值。即6實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用上述測(cè)試電路做了單脈沖及兩個(gè)周期數(shù)據(jù)個(gè)周期數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程當(dāng)=2厘出時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)約為180郎。5它說(shuō)明了單個(gè)脈沖數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程。調(diào)試經(jīng)驗(yàn)明。當(dāng)及2，5 6，且7必須小十8以才能保證光纖傳輸系統(tǒng)的正，運(yùn)，詘過(guò)次驗(yàn)驗(yàn)證了這種連接設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)甚至2厘81的數(shù)據(jù)傳輸。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的傳輸延時(shí)為160250脈寬失真為80肌，0單脈沖傳輸7結(jié)論提出了采用分立光纖收發(fā)器件實(shí)現(xiàn)單兀巾聯(lián)多電個(gè)壓變頻器各個(gè)功率單元驅(qū)動(dòng)1.灰1信號(hào)的精確傳送。它不僅解決了電壓隔離抗1磁，擾問(wèn)。

　　而且能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送。實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)發(fā)實(shí)踐中具體應(yīng)用均明，該設(shè)計(jì)方案在傳輸馳動(dòng)信號(hào)，的可行。并艮簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路了高壓變頻器的生產(chǎn)成本，提高了其性價(jià)比，為高壓變頻器在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

　　LlJ韓安榮。通用變頻器及其應(yīng)用肘。北京機(jī)械工業(yè)出兩個(gè)周期數(shù)據(jù)傳輸本刊將開(kāi)辟電能質(zhì)量控制專輯。詳情請(qǐng)本期征文啟事。歡迎勇躍投稿！