陰極保護用數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀的設(shè)計.pdf

1、隨著人們對防腐認識的提高，陰極保護技術(shù)的應(yīng)用越來越普及。強制電流陰極保護技術(shù)是其中的一種方法，這種方法的核心是直流電源即恒電位儀。恒電位儀從整流形式上主要有可控硅、磁飽和、數(shù)控高頻開關(guān)?？煽毓韬痛棚柡秃汶娢粌x體積較大、紋波系數(shù)較大、控制精度較差，效率較低(低于70％)不易實現(xiàn)數(shù)字化。磁飽和恒電位儀除了上述不足外，額定功率20％以下的輸出無法控制。數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀體積較小、紋波系數(shù)小、控制精度高、效率較高(90％以上)。但由于主電路的

2、不穩(wěn)定性、以及溫升和溫漂問題尚未得到很好的解決，高頻開關(guān)恒電位儀的應(yīng)用一直未得到普及。本文利用高頻開關(guān)和數(shù)控技術(shù)設(shè)計出一種陰極保護用數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀，可以很好地解決以上問題。
　　 本文首先通過概括腐蝕發(fā)生的條件、闡述陰極保護的幾種準(zhǔn)則、分析比較目前恒電位儀的應(yīng)用現(xiàn)狀，確定了本文設(shè)計需要解決的問題及采用的核心技術(shù)。本文設(shè)計的陰極保護用恒電位儀主要解決了主電路的不穩(wěn)定性問題、以及溫升和溫漂問題。同時，本設(shè)計需滿足恒電位儀對應(yīng)負

3、載的特性要求，即要求恒電位儀的輸出范圍很寬，從開始的低電流、低電壓輸出，到后期的高電流、高電壓輸出。本文的核心技術(shù)采用高頻開關(guān)和數(shù)控技術(shù)，整流部分采用IGBT元件，控制部分采用DSP技術(shù)。
　　 通過前面的設(shè)計分析，本文設(shè)計出一種陰極保護用恒電位儀。該儀器可直接檢測保護對象、并實施全程監(jiān)控，主要包括自動采樣、自動調(diào)整工作模式、限流和限壓的控制、數(shù)據(jù)存儲與傳輸、抗干擾、溫度控制及風(fēng)機控制、溫度飄移及溫度補償。按照恒電位儀的總體設(shè)計

4、方案和模塊化設(shè)計思路，本文對該設(shè)計的主電路、控制電路、面板的設(shè)計原理及軟件設(shè)計做出了詳細分析。
　　 本文設(shè)計的主要創(chuàng)新點包括：同時采用數(shù)字控制與高頻開關(guān)電源技術(shù)：采用了抗干擾技術(shù)：陰極保護恒電位儀具有RS-232和RS-485兩種通訊接口，同時支持GSM/GPRS無線數(shù)據(jù)通訊；具有運行參數(shù)及數(shù)據(jù)自動采樣和數(shù)據(jù)存儲功能，可確保異常情況下數(shù)據(jù)不丟失；智能聲光報警功能，可準(zhǔn)確判斷電位超限、輸出電流超限、輸出電壓超限和溫度超限等各種情