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基于AT89S52某型直升机控制保护盒的数字化设计

作者:时间:2012-06-15来源:网络收藏

摘要:机载盒必须时刻监测机载发电机交流电压的电压和频率,当电压或频率出现超差时,及时切断向机载设备的供电,设备避免事故发生。针对某型盒采用模拟电路方式进行测量误差大的缺点,以单片机为核心,了一款数字式机载保护盒。该保护盒在实现原控制保护盒所用功能上,增加了声音告警功能,延时时间补偿算法的应用,使得控制盒动作时间可精确到毫秒。实际应用结果表明,该保护盒具有测量准确、可靠性高、成本低、体积小等优点。
关键词:;保护;延时时间补偿算法;声音告警

起飞后,由飞机发动机带动发电机发电为机载设提供一个稳定的115 V/400 Hz的交流电。所有用电的机载设备电源都是直接使用115 V/400 Hz或经变换后使用,因此,该电源的稳定性直接关系到机载设备的寿命及飞行安全。机载控制保护盒主要监测发电机电网的电压、频率等信号,当电网出现过压、欠压、过频、欠频、过过频、欠频和差动电流超标时,在安全时间内及时切断主电路和发电机激磁电路转为备用电源供电,从而有效保护机载设备和飞行安全。
某型机载控制保护盒是上世纪80年代的产品,控制电路均由分立元件搭建的模拟电路实现,具有体积大、测量误差大等缺点。本文采用单片机了一款机载控制保护盒,该机载控制保护盒在完成保护功能的基础上提高了测量精度,缩短了保护时间,还增加了声音告警功能。

1 系统组成与工作原理
控制保护盒由AT89S52单片机系统、电源电路、复位电路、电压检测电路、频率检测电路、差动电流检测电路、主电路接触器控制电路、27 V直流电源电路、发电机激磁控制电路和声音告警电路组成,如图1所示。其中电源电路为单片机提供+5 V直流电源、27 V直流电源电路为接触器提供27 V电源。其工作原理如下:电压检测电路对机载交流电源采样。采样后变换成直流电,该直流电经AD转换后,变换成数字信号与存储在单片机内的数据比较,确定机载交流电是否发生过压或欠压,当发生过压或欠压时,延时一定的时间后发出控制信号,切断主电路接触器和发电机激磁电路,同时发出声音告警信号;频率检测电路将机载交流电转换成与频率相关的脉冲信号,该信号经计数后转换成频率信号,当发生过频、过过频、欠频和欠欠频故障时,单片机发出控制信号切断主电路接触器和发电机激磁电路,同时发出声音告警信号;差动电流检测电路检测机载三相交流电源,当三相电源电流差值达到一定数值后,单片机发出控制信号切断主电路接触器和发电机激磁电路,同时发出声音告警信号。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/176958.htm

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2 硬件
控制保护盒硬件部分由单片机系统、电源电路、频率检测电路、差动电流检测电路、电压检测电路、供电控制电路和发电机激磁电路7部分组成。AT89S52单片机系统采用最小单片机系统和按键复位设计,具体电路不再详述,主要介绍其余6部分电路。
2.1 频率检测电路和电压检测电路
频率检测电路,如图2(a)所示。主要实现对机载交流电源频率进行检测,当机载交流电源出现过频、过过频、欠频和欠欠频故障时,在规定时间内切断机载发电机激磁电路和机载设备供电电路。取机载交流电源任意一相输入控制保护盒的5(或14)号和4号插针,交流电源流经限流电阻和1.5 V稳压管,当交流电源电压瞬时值高于1.5 V时,稳压管反向导通形成1.5 V电压,三极管导通输出0 V电压,经与非门整形后输出逻辑高电平“1”,输入单片机P3.5口;当交流电源电压低于1.5 V时,稳压管正向导通,三极管截止输出5 V电压,经与非门整形后输出逻辑低电平“0”,输入单片机P3.5口;因此,每一个交流电周期,P3.5口得到一个高电平。AT89S52单片机在一定时间内计数P3.5口的脉冲数,通过计算得到机载交流电源的电源频率,完成频率检测。


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