[发明专利]一种高效率阴极保护电源设备

说明书

本发明是利用高频开关、微型单片机智能数控技术集成无线通信模块和嵌入式组态控制系统设计，涉及一种高效率阴极保护电源设备；包括主电源模块、驱动中控模块、参比信号输入模块、浪涌保护器模块、MCU控制模块、嵌入式组态系统TFT LCD显示屏、温度传感器、本机控制信号指示及风机、RS‑485通讯接口、GSM/GPRS无线数据通讯模块；本发明高效节能，控制准确，运行稳定，对电网和使用环境适应能力强，管理维护方便，效果突出。

技术领域

本发明涉及微型单片机应用、嵌入式组态技术和远程控制领域，更具体地说，是一种高效率阴极保护电源设备。

背景技术

近年，随着经济的发展和城市化进程的加快，我国的工业建设已驶上了“高速路”，管道铺设也随之突飞猛进。而我国地域广阔、自然条件千差万别，由于腐蚀而使管道破裂，油、气、水泄漏、抢修频繁等造成了较大经济损失；地下管网腐蚀问题已经成为阻碍我们城市发展、影响社会安定的严重问题；阴极保护在国外输水管道和国内石油天然气管道的成功应用为我们提供了大量的借鉴，对被保护金属施加负电流，通过阴极极化使其电极电位负移至金属的平稳电位，从而抑阻金属的腐蚀；因此通过控制输出电流的大小，即可控制金属构件的电位，从而使金属构件被保护；这种强制电流阴极保护方法由于经济可靠，效果良好，得到很快的发展。

可控硅式恒电位仪是目前应用最广泛的阴极保护电源，空载电流大，功率因数低，能耗高，可靠性差；工作电流过大时主变压器便会出现较大的震动噪音；可靠性和耐用性差；体积较大、纹波系数较大、控制精度较差，效率较低(低于70%)，不易实现数字化；数控高频开关恒电位仪体积较小、纹波系数小、控制精度高、效率较高(90%以上)；由于设备的使用环境复杂恶劣，输入输出线路长跨度大，容易受雷击浪涌冲击；现有高频恒电位仪的主电路的不稳定使设备容易受损等问题尚未得到很好的解决，高频开关恒电位仪的应用一直未得到普及；而且现有的恒电位仪都必须要依靠连接其他辅助控制设备才能进行有关数据采集传送和监控管理；测量技术、测量方法、测量手段的相对落后制约了阴极保护电源设备的发展和技术的更新。

发明内容

本发明是利用高频开关、微型单片机智能数控技术集成无线通信模块和嵌入式组态控制系统设计的一种高效率阴极保护电源设备；本发明解决了主电路的不稳定性问题，满足恒电位仪对应负载的特性要求，即要求恒电位仪的输出范围很宽，从开始的低电流、低电压输出，到后期的高电流、高电压输出；本发明体积小、重量轻、高效节能、实现自身智能控制和无线数据传送；无需依附其他控制设备，直接通过无线通信接入自动控制网络平台，自动完成各个分散终端数据采集，实现远程控制。

为解决上述技术问题，本发明一种高效率阴极保护电源设备包括主电源模块、驱动中控模块、参比信号输入模块、浪涌保护器模块、MCU控制模块、嵌入式组态系统TFT LCD显示屏、温度传感器、本机控制信号指示及风机、RS-485通讯接口、GSM/GPRS无线数据通讯模块，控制准确、运行稳定、对电网和使用环境适应能力强，管理维护方便，效果突出。

其中，所述主电源模块输入端连接交流电输入，主电源模块直流输出端连接浪涌保护模块；所述驱动中控模块输入端连接参比信号输入模块输出端，信号端分别连接主电源模块、MCU控制模块；所述MCU控制模块输入端连接参比信号输入模块输出端；所述MCU控制模块通过信号端接口连接驱动中控模块、嵌入式组态系统TFT LCD显示屏；所述MCU控制模块输出端连接本机控制信号指示及风机、RS-485接口和GSM/GPRS无线数据通讯模块；所述参比信号输入模块输入端连接浪涌保护模块。

作为本发明的进一步优化，所述主电源模块包括EMI滤波器、工频整流器、工频滤波器、高频逆变器、高频变压器、高频整流器、高频滤波器。

作为本发明的进一步优化，所述高频变压器采用R2B材料的软磁铁氧体。

作为本发明的进一步优化，所述高频整流器采用IGBT元件，配置IGBT保护电路。