三相静电除尘电源异常原因分析

放假期间，客户又收到了6台订单，我把主控芯片dsPIC30F6014A的程序烧写好并将芯片发给了客户。

放假回来，客户公司的工程师接好系统，开始出厂前的系统调试；

一开机，就出现了问题。

导通角一开，变压器输出二次电流和二次电流就开始波动，跟误检测到闪络的现象一致。

工程师发来了二次电流的波形，本来应该频率为300Hz的波峰恒定的波形变成了波峰按规律波动的波形：

三相变压器二极电压波形

我让工程师做了以下确认：

1) A、B、C三相的过零同步信号与可控硅的触发输出信号是一一对应的。

2) 三相可控硅的触发信号1、4，3、6，5，2连接无误。

3) 控制器的闪络检测参数都还是默认设定值：二次电流突然升高130%，或者二次电流突然下降20kV。

4）控制器的显示屏所显示的闪络次数是0，并没有误检测到闪络；

5）有几个关键器件的参数已根据上一次的调试记录做了修改；

我让工程题测量电压互感器次极的过零同步信号，如下图：

过零同步信号信号

从图上可以看到，在50Hz的正弦信号上叠加了很多干扰的毛刺信号，甚至在过零点附件有电压的突变。

可能是从断电路到控制柜的电缆太细而导通电阻比较大，在可控硅开启瞬间，瞬间的大电流在这个细电缆上产生了比较大的压降，影响了过零同步信号。

我再仔细看了一下处理过零同步信号的电路原理图，如下：

过零同步信号处理电路原理图

从电压互感器采样电阻引出的二次电压经过可调电阻调压之后经过RC低通滤波网络滤波再经过运放的放大滤波之后，跟零电压进行迟滞比较送入DSP。

RC低通滤波网络选用1k的电阻以及0.047uF的电容。

时间常数在47us-517us之间，大概可能导致47us-517us的延时。

随着可调电阻的调整，滤波效果会发生变化，幅度调到最大时，时间常数仅为47us，滤波效果最差。

通过RC低通滤波网络进行滤波不是一个好选择。

我把目光落在了C52上面，如果让工程做了下述改动。

1)C51改成103，只做更高频的简单滤波，减少移相的影响。

2)C52改成473，增大整个电路的滤波效果，运放反相端与反馈端组成的低通滤波电路的时间常数达到了840us，大概会引起800us左右的相移。

这样改动的好处是，对干扰信号起到的滤波效果不会随幅度的调整而发生变化。

滤波效果进一步加强，可以更有效果过滤干扰。

导致的后果是，由于800us的相移的引入，使得设置的导通角和实际的导通角有一定的偏差，需要软件的修正。

另外，最小的起始导通角也需要根据修正的数值做一些变化。

改过之后，让客户再次测试，二次电流波形恢复了正常。

在调试过程中，还发生了一个小插曲，客户用自己设计的开关电源给控制板供电，结果电场发生闪络，控制板就重启。

看他们的原理图，发现开关电源的电容太小，让其测试开关电源送出的电压波形，果然发现在闪络时发生了电压跌落，让其再并上一个大电容，问题也提到了解决。

由此，可控硅的过零同步信号的低通滤波电路既要考虑最佳的滤波效果，又要考虑滤波网络的相移对整个控制的影响，必须要根据理论计算和实际验证选择最恰当的参数。

审核编辑：汤梓红