[发明专利]一种多负载控制系统的防浪涌方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多负载的控制系统的防浪涌方法，该方法可应用于具有多负载的纺织机械设备。

背景技术

浪涌电流和浪涌电压是指电源接通或断开的瞬间，在电源设备、电源母线、负载等形成的峰值电流和电压，通常用di/dt表示浪涌电流，用du/dt表示浪涌电压。浪涌电流也可以表示为在微分时间间隔内的电流增量，浪涌电压表示为在微分时间间隔内的电压增量。di/dt近似表示为Δi/Δt，表示在微小时间间隔内的电流增量；du/dt近似表示为Δu/Δt，表示在微小时间间隔内的电压增量。在电子或电气控制系统中，大的浪涌电流或浪涌电压都是有害的，因此人们总要设法防止大的浪涌电流或浪涌电压产生。从前述表达式可以看出，增大Δt，减小Δi、Δu是减小浪涌电流或浪涌电压的途径。

纺织机械的控制对象常为感性负载，如电磁阀、电磁铁、电机线圈等，而且数量巨大，例如电子多臂机是通过给电磁铁线圈通电来使电子多臂机动作，一台电子多臂机常有十几个至四十个电磁铁；再例如电子提花机常通过控制带有电磁铁的电磁选针器来实现提花。电磁铁的数量与提针的数量对应，对于5120针的电子提花机，就相应有5120个电磁铁。每个电磁铁都有一个电感线圈，当很多电感线圈同时通电或者断电的时候，会在电源设备、电源母线、负载上产生很大的浪涌电流和浪涌电压，这种浪涌电流和浪涌电压本身就是干扰源，会干扰系统自身或者邻近系统。

现有的防浪涌方法多集中于浪涌吸收，在大浪涌的场合通过浪涌吸收元件或者浪涌吸收电路来抑制浪涌。如果有技术能够避免大的浪涌产生，显然比已经产生了浪涌再想办法抑制和吸收更为积极。

发明内容

本发明目的就是为解决现有技术的不足而提供一种能够减小多负载控制系统中产生浪涌电流和浪涌电压的方法。

为解决上述技术问题本发明的技术方案为：一种多负载控制系统的防浪涌方法，在多个连接负载的支路上依次接入延时单元，每个支路的延时时间各不相同且多个支路的延时时间形成延时序列，当控制系统需要多个负载得电时，多个负载在延时单元的控制下依次顺序得电；当控制系统需要多个已得电的负载断电时，多个负载在延时单元的控制下依次顺序断电。

更进一步地，所述的延时序列的总延时时间小于系统要求的负载的响应时间，且所述的延时序列的最小时间间隔为0.1微秒～1毫秒。

作为本发明进一步的改进，将所述的多个负载分为复数个负载组，在多条连接负载组的支路上依次接入延时单元以形成所述的延时序列。

所述的延时序列可以由多个延时单元依次相串联触发、并联触发或串并联混合触发而成。

所述的各延时单元可为独立的一阶阻容电路或所述的延时序列通过集成电路或可编程集成电路实现，其中可编程集成电路为微处理器、DSP、FPGA、CPLD中的一种。

所述的延时序列内嵌在控制系统中。

由于采用了上述的技术方案，本发明的优点为：

按照电路基本理论，对于在负载支路上连接的电感元件有U＝L*di/dt，式中U为电感二端的电压，L为电感量。当电感量为L的负载支路得电的时候，U即为所加的电源电压。由此式可以推得：di/dt＝U/L，此式说明di/dt与电感量成反比。

当n个同样的电感同时接入电源时，相当于n个电感并联，其总的电感值L_n＝L/n，则此时的di/dt＝U/L_n＝n*U/L。此式说明当多个电感负载同时接入电源时，会产生n倍于单个负载的浪涌电流；如果采用延时接入的方法，每次只接入一个负载，则可有效减小浪涌电流。

感性负载在断电的时候由于电流不能突变，因此会产生很大的反冲电压，有：U＝-R*I₀*e^-t/τ，式中I₀为断电前的电流，R为断电后的回路电阻，若负载完全断开，R趋向于无穷大，则反冲电压U很大，形成浪涌电压。如果采用延时断开的方法，多个负载依次分步断开，则一方面I₀逐渐减小，一方面R逐渐增大，则会有效减小浪涌电压。

根据上述依据，通过在各负载支路设置延时单元，每个支路的延时时间各不相同并形成延时序列，使得多个负载在延时单元的控制下依次得电或依次断电，从而可有效避免因负载同时得电或断电而产生的浪涌电流和浪涌电压。由于延时序列形成的总延时时间相对系统要求的负载的响应速度而言是较小的数量级，因此不会影响负载的正常工作。

附图说明

附图1为本发明防浪涌方法的部分电原理框图(延时单元相串联触发)；