Содержание

Измерение сопротивления петли фаза-ноль | Элкомэлектро

Электролаборатория » Услуги электролаборатории » Виды измерений » Измерение сопротивления петли фаза-ноль

Проведение данного замера регламентируется Правилами Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителя (ПТЭЭП) в таблице 28, пункт 28.4 и проводится через каждые два года (ПТЭЭП п. 2.7.16), и если у Вас передвижная электроустановка, то после каждой перестановки электрооборудования и монтажа нового, в электроустановках до 1000 Вольт, перед его включением (ПТЭЭП п. 2.7.17).

Вполне очевидно, что при наличии неполадок в цепи обычное короткое замыкания может привести не только к поломке бытовой техники, но и возникновению пожароопасных ситуаций. Испытание петли фаза-ноль с последующим вычислением тока короткого замыкания позволяет сделать вывод о правильности выбора аппарата защиты. Сопротивление цепи путём не хитрых вычислений переводится в ток короткого замыкания, который может возникнуть в случае аварии.

Уровень тока короткого замыкания должна быть больше уставок автоматических выключателей, только при соблюдении данного условия сработает защита и проводка будет защищена!

Наша электролаборатория проводит измерение сопротивления петли «фаза-нуль» с выдачей технического отчёта установленного образца. Наш – офис находится в Москве.

Обязательный и необходимый комплекс лабораторных замеров и исследований, которые производятся при первичном подключении, текущей эксплуатации или после окончания капитального ремонта является измерение петли фаза нуль. Полученный результат в обязательном порядке фиксируется в техническом отчёте и является основанием для получения заключения о безопасности электроустановки.

Ни один объект не может быть допущен к эксплуатации, если на нем не было сделано измерение петли фаза нуль. Всем организациям и предприятиям следует регулярно проводить работы подобного плана, так как это один из обязательных параметров проверки и контроля состояния электрооборудования.

Отдельные частные лица могут самостоятельно проводить данный замер для избегания неприятных последствий, в профилактических целях или же в случае возникновения неполадок домашней электросети.

Такой вид электроизмерительных работ проводится для установления соответствия электросети всем требованиям безопасности в случае аварийных ситуаций. Специалисты нашей лаборатории при помощи специальных инструментов осуществляют проверку срабатывания автоматической защиты, кроме того они рассчитывают полное сопротивление, которое при коротком однофазном замыкании оказывает петля фаза-нуль. Показания должны соответствовать ПУЭ п. 7.3.139 и 1.7.79.

Мы проводим измерения в соответствии с методикой измерения петли фаза-ноль. Данная методика подразумевает использование вольтметра и амперметра. Ситуация короткого однофазного замыкания создается искусственно и в этот момент наши специалисты проводят все требуемые вычисления. Однако, такой способ считается устаревшим и не таким эффективным, поскольку требует больших временных затрат для проведения и отключения электросети.

Наши инженеры проводят измерение петли фазы ноль, используя прибор MZC-300. Этот высокоточный прибор предназначен специально для проведения электроизмерительных работ электроустановок. Измерение должно проводиться в условиях строгой точности. С помощью высокоточного прибора MZC-300 можно в короткий срок осуществить все требуемые измерения с возможными минимальными погрешностями.

Полученные данные зависят от времени суток, температуры, влажности. Максимально достоверные данные о состоянии сети можно получить лишь в том случае, когда проверка проводки проводится в условиях максимально приближенных к эксплуатационным. Затем эти данные переносятся в протокол измерения петли фаза ноль. В этом случае не приходится отключать электрозащитные установки и электроснабжение, все измерительные работы осуществляются под напряжением, в рабочем режиме.

Проверку петли фаза нуль стоит проводить в соответствии с техническим регламентом электротехнических измерений с учетом особенностей электроустановок и требованиям безопасности во время электроизмерительных работ.

Протокол измерения петли фаза-нуль • Energy-Systems

 

Нормативные документы, регламентирующие отчетность

После проведения исследования электрической сети, составляется профессиональный протокол измерения петли фаза нуль. Отчетный документ должен содержать в себе полную информацию по проведенным испытаниям, каждый отдельный замер оформляется в собственном акте, форма которого определяется действующими правилами устройства и эксплуатации электроустановок.

После проведения электроизмерений, на их основе создается технический отчет, который может состоять, как из отдельных актов и протоколов проведенных измерений, так и в виде единственного отчетного протокола, в котором содержатся результаты всех проведенных измерений и исследований. Несмотря на это, требования к оформлению отчетной документации одни для всех актов. Вариант оформления каждого исследования в отдельном протоколе считается более удобным, а потому именно он используется чаще.

Профессиональный технический отчет должен быть составлен в соответствии с требованиями ПУЭ и ГОСТа. В этих же нормативных актах регламентируется и требующаяся периодичность проведения различных измерительных работ в разных электрических системах. Все испытания проводятся как в ходе приемо-сдаточных работ перед введением нового объекта в эксплуатацию, так и в процессе использования электрических установок. Следует отметить, что протоколы при приемо-сдаточных работах и периодических проверках могут быть сильно похожими, но имеют ряд важных отличий, о которых следует помнить сотрудникам компаний, занимающихся оказанием подобных услуг.

Процесс составления отчетной документации

Любой отчет о проведенных измерительных работах и испытаниях электрической системы начинается с титульного листа. На первой странице должны быть указаны название компании, проводящей электроизмерительные работы, ее логотипы и реквизиты. Также на титульном листе должны быть указаны данные собственника объекта, название организации, которой он принадлежит, наименование и адрес сооружения. В нижней части страницы указывается дата проведенных испытаний и печать проводящей измерения компании.

На следующей странице располагается содержание отчетного документа для периодических исследований или паспорт объекта, если измерения проводились в ходе приемо-сдаточных работ. В паспорте объекта также должна быть отображена информация о заказчике, адресе объекта, ссылки на электропроект квартиры или здания, название выполняющей работы организации, цели испытаний и их условия. После паспорта идет страница с содержанием отчетного документа.

Далее протокол должен содержать полную программу всех проведенных электроизмерительных работ – особенности электрической установки, входящие в ее состав элементы, виды проведенных измерений, необходимые нормативные документы и т.д.

Петля фаза ноль измерение, как и любое другое испытание, подразумевает проведения первоначального визуального осмотра. Результаты первоначального осмотра должны идти на следующей странице после перечисления проведенных испытаний. Об этом говорится в одном из пунктов ГОСТа, причем нормативная документация требует первоначального осмотра электрической установки как для измерениях в ходе приемо-сдаточных работ, так и при периодических проверках состояния электрической системы.

Следующим документом в отчетном протоколе должен быть акт измерения сопротивления изоляции проводки. В таком отчете должны быть отображены результаты 10 отдельных замеров для линий с тремя фазами и 3-х проверок для однофазной проводки.

В соответствии с действующими нормами устройства электроустановок, в конце протокола измерения сопротивления петли фаза нуль обязательно проводится сравнение полученных результатов с требованиями действующих нормативных документов. В случае с проведением испытаний для определения параметров сопротивления специалисты должны сравнить точное сопротивление на отдельных элементах объекта, с требованиями по сопротивлению, указанными в ПУЭ.

Испытания состояния и работоспособности автоматов обязательно должны проводиться как при приемо-сдаточных работах, так и при периодических проверках электрической системы.

В данном отчете должны отображаться полученные в ходе испытаний результаты срабатывания защиты автоматических выключателей. Действующие нормы автоматов указываются в ПУЭ и в технической документации электрических приборов.

Одним из важнейших элементов исследования электрической системы является исследование состояния и сопротивления заземления в электрической сети. Электрическая система может считаться безопасной и надежной только в том случае, если уровень сопротивления заземления не превышает допустимых значений, указанных в нормах ГОСТа и ПУЭ.

Одновременно с сопротивлением заземления, электрики должны также проверить состояние системы молниезащиты, если таковая имеется и ее наличие отображается в электрическом проекте данного объекта.

Пример технического отчета

Назад

1из27

Вперед

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

Измерение полного сопротивления петли фаза-ноль

Измерение полного сопротивления цепи (петли) фаза-ноль является частью комплекса приемо-сдаточных и контрольных электроиспытаний при сдаче объектов в эксплуатацию и периодических проверках в рамках системы Планово-предупредительного ремонта. Требования проведения проверки сопротивления цепи фаза-ноль в Москве и Московской области исходят, как правило, от органов Госпожнадзора и Ростехнадзора РФ, либо, от сетевых и эксплуатирующих организаций в рамках выполнения ими текущих Норм и Правил по составу ПУЭ, ПТЭЭП и системы ППР.

В отношении жилых квартир и индивидуальных жилых домов характерны только разовые замеры (при сдаче в эксплуатацию), в отношении коммерческих нежилых помещений и прочих электроустановок – приемо-сдаточные и периодические.

Базовое предложение на измерение сопротивления петли фаза-ноль

Базовое (типовое) предложение на измерения сопротивления петли фаза-ноль подходит для всех видов жилых и общественных зданий (помещений), равно как и любых других электроустановок напряжением 0,4 кВ. По результатам замеров оформляется Протокол проверки полного сопротивления цепи фаза ноль в соответствии с текущими Нормами ПТЭЭП.

Замер полного сопротивления цепи фаза-ноль

Описание: Проведение замеров полного сопротивления цепи фаза-ноль токоприемников электроустановки помещения площадью до 100м2 и до 20-ти отходящих линий в соответствии с Нормами ПТЭЭП с составлением Протокола проверки

Примечание: По результатам замеров составляется Протокол проверки согласования параметров цепи “фаза-нуль” с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников, форма по ГОСТ Р 50571.16-99

Стоимость: 3000 RUB

Условия оплаты: наличными, по факту завершения работ

Цели проведения измерений петли фаза-ноль

Защита от возгорания электропроводки

Для того, что бы при коротком замыкании в электропроводке дело не дошло до пожара, в электроцепи устанавливают автоматические выключатели, каковые мы и имеем возможность видеть, например, в квартирном щитке. При протекании тока короткого замыкания, который в сотни раз больше нормального, они практически мгновенно (сотые доли секунды) отключаются.

За столь малый промежуток времени ничего “нагреться и загореться” просто не успевает

Исправный автомат срабатывает при токе в 5-10 раз больше номинального, т.е., если на нем имеется маркировка C16, то мгновенное отключение гарантированно произойдет при токе в 160А, а если C63, то 630А. В случае не достижения током короткого замыкания порога срабатывания автоматического выключателя, он не отключится не мгновенно, а по условиям токовой перегрузки (5-30 секунд), что, безусловно, достаточно для возгорания соприкасающихся с электропроводником поверхностей.

Для обеспечения противопожарной безопасности необходимо, чтобы автоматические выключатели не только были исправны, но и чтобы ток при короткого замыкания был достаточен для мгновенного срабатывания. Проверить фактический ток КЗ можно только непосредственно измерив прибором, который в просторечии называется “петлеометром” (официально – “гармонический микроомметр”).

Защита от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях

По измеренной величине тока однофазного короткого замыкания определяют время автоматического срабатывания защитного аппарата. Это время срабатывания должнобыть в пределах Требований ПУЭ (п.1.7.79) по защите от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях путем автоматического отключения питания.

Оформление результатов измерений

По результатам измерений оформляется “Протокол проверки согласования параметров цепи “фаза-нуль” с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников” по ГОСТ Р 50571.16-99.

Типовой пример Протокола проверки сопротивления цепи фаза-ноль (электроустановка квартиры)

Некоторые пояснения к форме Протокола проверки цепи фаза-ноль

В “стародавние времена”, лет 50 назад, измерять ток короткого замыкания непосредственно не умели, зато можно было померить сопротивление всего участка электросети, в буквальном смысле, от подстанции прямо до розетки. Муторно, конечно, но вопрос защиты от возгорания настолько важен, что никуда не денешься. С тех времен нам и досталось название “измерение сопротивления петли фаза-ноль”, потому как сначала измеряли сопротивление, а затем по нему вычисляли так важный нам ток короткого замыкания.

Современные приборы способны измерять ток короткого замыкания непосредственно и тут же выдавать результат в виде конкретной величины тока в конкретном месте электросети, так, как если бы там короткое замыкание уже произошло. Сравнив полученную цифру с номиналом установленного в цепи автоматического выключателя, делают вывод о соблюдении условий срабатывания защиты от сверхтока.

общее представление и методика, периодичность и приборы для измерения

Надежность электрической сети напрямую зависит от правильности срабатывания защитных устройств. Петля фаза ноль позволяет проверить их работоспособность в сети до 1 кВ с глухо-заземленной нейтралью. Поэтапно разберемся, что представляет собой схема «Ф-Н», а также нюансы ее проверки.

Общее представление о цепи «фаза ноль»

Большинство потребителей электроэнергии запитаны сетями с уровнем напряжения до 1 кВ через трехфазный трансформатор. Для обеспечения безопасности в них используется глухо-заземленная нейтраль. В ней возможно появление тока из-за сдвига фаз в обмотках трансформатора, которые соединены по схеме звезды.

В случае возникновения контакта между линейным и нулевым или защитным проводом формируется контур «фаза-нуль». Указанная связь приводит к образованию короткого замыкания. В цепи могут находиться соединительные провода, коммутационная и защитная аппаратура, что сопровождается формированием определенного значения сопротивления.

Зачем проверяется петля «фаза ноль»

Изучение показателей схемы «Ф-Н» осуществляется для определения слабых мест в действующей сети. Это может своевременно предотвратить развитие более серьезных аварий в питающей цепи. Еще одной важной функцией указанного тестирования является проверка соответствия установленных коммутационных и защитных устройств токам короткого замыкания. Это требуется для предотвращения воспламенения проводки.

Проведение испытаний электросети

Сроки проведения испытаний

Электрические сети и оборудование эксплуатируются в различных режимах. Со временем наблюдается естественное старение изоляции кабеля, ухудшение свойств проводников из-за токовых перегрузок, отклонений напряжения, влияния окружающей среды и т. д. Этим обусловлена необходимость в периодической проверке целостности контура фаза ноль.

В соответствии с указаниями ПУЭ испытание петли «Ф-Н» проводится, как минимум, один раз в 36 месяцев, а для электрических сетей, эксплуатируемых в опасных или агрессивных средах, как минимум, один раз в 24 месяца. Также предусматриваются внеплановые проверки, в следующих ситуациях:

  • при внедрении в работу нового оборудования;
  • после осуществления модернизации, профилактики или ремонта действующей сети;
  • по требованию поставщика электроэнергии;
  • по факту запроса от потребителя.
Периодичность осмотров электрооборудования жилых домов

Методы и порядок проверки сопротивления контура «Ф-Н»

Проверка сопротивления петли «фаза нуль» подразумевает замер тока короткого замыкания на конкретном участке электрической цепи. В дальнейшем зафиксированное значение сопоставляется с отключающими уставками автоматов. При этом измерения проводятся либо непосредственно под рабочим напряжением, либо с питанием от постороннего источника. Далее рассмотрим требуемую последовательность действий при проверке сопротивления.

Визуальный контроль

Первоначально понадобится изучить имеющиеся схемы и документацию. В дальнейшем осуществляется визуальный осмотр всех элементов цепи на предмет выявления явных недостатков и повреждений. В процессе выполнения указанных мероприятий рекомендуется проверить качество затяжки контактных соединений. Иначе велика вероятность получения недостоверных измеренных данных.

Осмотр элементов электросети на соответствие схеме

Замер показателей контура «Ф-Н»

В ходе испытаний могут использоваться различные специализированные приборы, которые могут использовать следующие методики измерений:

  1. Падения напряжения — проводится на обесточенной цепи с дальнейшим подсоединением сопротивления установленной величины. Зафиксированные показания сверяются с допустимыми нормами значениями после проведения расчетов.
  2. Короткого замыкания — предполагает осуществление испытаний при наличии напряжения. Измерительное устройство формирует искусственное короткое замыкание на конечном участке от ввода питания с дальнейшей фиксацией величины тока и времени отработки защитных элементов.
  3. Амперметра-Вольтметра — подразумевает применение понижающего трансформатора переменного тока с замыканием фазного провода на защитное заземление электрической цепи. Предварительно выполняется обесточивание питающей сети. Необходимые показания получаются после проведения расчетов.

Вычисления и оформление документации

Заключительным этапом испытания является расчет величины тока короткого замыкания. Он определяется по соотношению:

Iкз = Uф/R, где

Uф — фазное напряжение сети;

R — полное сопротивление цепи.

Вычисленная величина сопоставляется с пределом отключения Iкз защитными аппаратами. Для определения минимальной и максимальной уставки срабатывания понадобится номинальный ток автомата увеличить в определенное количество раз, в зависимости от типа установленного защитного устройства. Ниже приведена требуемая кратность для минимального и максимального тока отключения по отношению к номинальному для конкретных серий автоматов:

  • В — 3 и 5;
  • С — 5 и 10;
  • D и К — 10 и 14.

Итог испытания подводится в специальном протоколе, о содержании которого будет указано далее с предоставлением примера заполнения.

Приборы для проведения измерений

Замерить основные показатели контура «Ф-Н» можно двумя типами приборов. Первые допускается использовать исключительно после снятия напряжения, а вторые способны работать под нагрузкой. Также имеются различия в выводе количества информации. Простые приборы выдают значения необходимые для вычисления Iкз. Более сложное исполнение измерителей позволяет сразу вывести значение Iкз.

Специалисты рекомендуют использовать следующие модели приборов:

  1. MZC 300 — современный микропроцессорный измеритель, о нюансах работы которого мы расскажем далее.
  2. М-417 — зарекомендовал себя с наилучшей стороны много лет назад. Испытания ведутся по методу падения напряжения. При этом измеритель можно использовать под рабочим линейным напряжением в сетях с глухо-заземленной нейтралью. Размыкание испытываемой схемы осуществляется за 0,3 с. Предварительно понадобится выполнить калибровку.
  3. ИФН-200 — предназначен для проверки цепей с сопротивлением до 1 кОм, с допустимым напряжением от 180 до 250 В. Помимо замера схемы «Ф-Н», способен функционировать и в других режимах. Память ИФН-200 может хранить данные о тридцати пяти крайних вычислениях.
Измеритель сопротивления ИФН-200

Подведение итогов и опасности от проведения неправильного измерения

По полученной в результате измерений информации делается заключение о возможности дальнейшей эксплуатации сети. При выявлении несоответствия отключающих уставок защитных аппаратов зафиксированному Iкз, выносится решение о необходимости их замены. В противном случае велика вероятность образования пожара и разрушения электрооборудования под воздействием Iкз.

Протокол по проведенным замерам контура «фаза нуль»

На основании произведенных измерений оформляется специальный протокол. Он используется для хранения зафиксированных показаний, а также для осуществления сравнительного анализа с последующими тестами.

В протоколе отображается следующая информация:

  • дата проведения;
  • номер протокола;
  • цель проведения тестирования;
  • данные об организации, проводящей испытания;
  • информация о заказчике;
  • действующие климатические условия: атмосферное давление, температура и влажность воздуха;
  • диапазон измерения, класс точности и вид расцепителя;
  • измеритель, используемый для тестирования;
  • зафиксированные показания;
  • итог испытаний;
  • должности, фамилии и подписи лиц, проводивших замеры и проверивших протокол.

Обратите внимание! В случае положительного итога цепь допускается к эксплуатации без ограничений. При выявлении недостатков составляется перечень требуемых действий для восстановления необходимых показателей.

Техника безопасности при замере контура «Ф-Н»

Процедура замера контура фаза ноль должна вестись специалистами в возрасте от 18 лет, сдавшими экзамен по межотраслевым нормам и правилам техники безопасности. Работы должны осуществляться в соответствии с ПУЭ и при наличии требуемых приборов и инструментов.

Проведение работ должно оформляться нарядом или распоряжением. В состав бригады должны входить, как минимум, два специалиста с третьей группой по электробезопасности. Запрещается производить тестирование в условиях повышенной влажности и опасности.

Проведение проверки цепи фаза-ноль

Испытание цепи «Ф-Н» измерителем MZC 300

Измерение петли фаза ноль прибором MZC 300 требует соблюдения определенной последовательности действий, учитывая некоторые особенности устройства.

Обязательные условия

Первоначально рекомендуется включить MZC 300 и убедиться в отсутствии на экране надписи bAt. Она сигнализирует о разряженных батарейках, а следовательно, провести достоверные измерения не удастся.

В процессе осуществления замеров могут появляться характерные ошибки, обусловленные следующими причинами:

  1. Напряжение сети менее 180 или более 250 Вольт. В первом случае на экране высветится буква U в сопровождении с двумя звуковыми сигналами, а во втором надпись OFL и одно продолжительное звучание.
  2. Высокая нагрузка на измеритель, сопровождающаяся перегревом. На дисплее высветится буква T, а зуммер выдаст два длительных звука.
  3. Обрыв нулевого или защитного провода в исследуемой схеме, что сопровождается появлением на дисплее символа «— —» и продолжительным звуком.
  4. Превышено допустимое значение общего сопротивления исследуемой схемы — два продолжительных звука и символ «—».

Способы подключения

С помощью MZC 300 можно произвести замеры различных участков цепи. При этом необходимо обеспечить качественный контакт наконечников прибора.

Далее представлен порядок подключения измерителя в зависимости от вида проводимого тестирования:

  1. Снятие характеристик с петли «Ф-Н» — один наконечник измерителя фиксируется к нулевому (N) проводу, а второй поочередно устанавливается на линейные (L) провода.
  2. Проверка защитной цепи — один контакт поочередно крепится к линейным проводникам, а второй к защитному заземлению (PE).
  3. Тестирование надежности заземления корпуса электрооборудования производится в зависимости от типа сети — с занулением (TE) или с защитным заземлением (TT). При этом порядок производства измерений идентичен. Один наконечник прибора цепляется к корпусу электрооборудования, а второй поочередно к питающим проводникам.

Считывание показаний о напряжении сети

MZC 300 рассчитан на выдачу показаний фазного напряжения в пределах от 0 до 250 В. Для снятия данных понадобится нажать на клавишу «Start». При отсутствии указанных манипуляций измерительное устройство автоматически выведет на дисплей полученное значение, по истечении пяти секунд с момента начала тестирования.

Измерение характеристик контура «Ф-Н»

Для получения основных показателей в MZC 300 используется методика искусственного короткого замыкания. Она позволяет измерить полное сопротивление петли, разлагая на активную и реактивную составляющую, а также выдавая данные по углу сдвига фаз и величине предполагаемого Iкз. Для их поочередного просмотра понадобится нажимать кнопку «Z/I».

Измерительный ток протекает по тестируемому контуру в течение 30 мс. Для ограничения величины тока в схеме прибора смонтирован ограничивающий резистор на 10 Ом. При этом прибор автоматически устанавливает требуемую величину измерительного тока, учитывая уровень напряжения в сети и величину сопротивления схемы «Ф-Н».

Обратите внимание! При проведении тестирования важно учитывать, что прибор ведет расчеты с учетом номинального значения напряжения 220 В, независимо от действующих показаний в сети. Поэтому в дальнейшем необходимо осуществить корректировку полученного значения предполагаемого Iкз в цепи «Ф-Н». Для этого необходимо измерить действующее значение напряжения и разделить на 220. Полученное значение умножить на измеренный прибором Iкз.

При наличии в схеме УЗО следует предварительно исключить защитный аппарат из тестируемого контура посредством установки шунта. Это обусловлено тем, что подаваемый от MZC 300 измерительный ток приводит к отключению УЗО.

Вывод результатов измерения

После осуществления необходимых подключений на экране прибора будет отражаться уровень напряжения сети. Процесс измерения начинается после нажатия кнопки «Start». По факту окончания тестирования на дисплей выводится информация о величине полного сопротивления или предполагаемого Iкз, в зависимости от первоначальных установок. Для отображения других доступных показаний понадобится использовать клавишу «SEL».

Вывод результатов испытания на экран

Для получения достоверных измерений цепи «Ф-Н» рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов. От правильности испытаний зависит дальнейшая безопасность эксплуатации электрической сети.

Петля фаза ноль: общее представление и методика, периодичность и приборы для измерения

что это, методика измерения прибором, пример протокола

Электроприборы должны работать без нареканий, если электрическая цепь соответствует всем нормам и стандартам. Но в линиях электропитания происходят изменения, которые со временем сказываются на технических параметрах сети. В связи с этим необходимо проводить периодическое измерение показателей и профилактику электропитания. Как правило, проверяют работоспособность автоматов, УЗО, а также параметры петли фаза-ноль. Ниже описаны подробности об измерениях, какие приборы использовать и как анализировать полученные результаты.

Что подразумевается под термином петля фаза-ноль?

Согласно правилам ПУЭ в силовых подстанциях с напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью необходимо регулярно проводить замер сопротивления петли фаза-ноль.

Петля фаза-ноль образуется в том случае, если подключить фазный провод к нулевому или защитному проводнику. В результате создается контур с собственным сопротивлением, по которому перемещается электрический ток. На практике количество элементов в петле может быть значительно больше и включать защитные автоматы, клеммы и другие связующие устройства. При необходимости, можно провести расчет сопротивления вручную, но у метода есть несколько недостатков:

  • сложно учесть параметры всех коммутационных элементов, в том числе выключателей, автоматов, рубильников, которые могли измениться за время эксплуатации сети;
  • невозможно рассчитать влияние аварийной ситуации на сопротивление.

Наиболее надежным способом считается замер значения с помощью поверенного аппарата, который учитывает все погрешности и показывает правильный результат. Но перед началом измерения необходимо совершить подготовительную работу.

Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль

Проверка необходима для профилактических целей, а также обеспечения корректной работы защитных устройств, включая автоматические выключатели, УЗО и диффавтоматы. Результатом измерения петли фаза-ноль является практическое нахождение сопротивления силовой линии до автомата. На основе этого рассчитывается ток короткого замыкания (напряжение сети делим на это сопротивление). После чего делаем вывод: сможет ли автомат, защищающий данную линию отключиться при КЗ.

Например, если на линии установлен автомат C16, то максимальный ток КЗ может быть до 160 А, после чего он расцепит линию. Допустим в результате измерения получим значение сопротивления петли фазы-ноль равным 0,7 Ом в сети 220 В, то есть ток равен 220 / 0,7 = 314 А. Этот ток больше 160 А, поэтому автомат отключится раньше, чем начнут гореть провода и поэтому считаем, что данная линия соответствует норме.

Важно! Большое сопротивление является причиной ложного срабатывания защиты, нагрева кабелей и пожара.

Причина может заключаться во внешних факторах, на которые сложно повлиять, а также в несоответствии номинала защиты действующим параметрам. Но в большинстве случаев, дело во внутренних проблемах. Наиболее распространенные причины ошибочного срабатывания автоматов:

  • неплотный контакт на клеммах;
  • несоответствие тока характеристикам провода;
  • уменьшение сопротивления провода из-за устаревания.

Использование измерений позволяет получить подробные данные про параметры сети, включая переходные сопротивления, а также влияние элементов контура на его работоспособность. Другими словами, петля фаза-ноль используется для профилактики защитных устройств и корректного восстановления их функций.

Зная параметры автомата защиты конкретной линии, после проведения измерения, можно с уверенностью сказать, сможет ли автомат сработать при коротком замыкании или начнут гореть провода.

Периодичность проведения измерений

Надежная работа электросети и всех бытовых приборов возможна только в том случае, если все параметры соответствуют нормам. Для обеспечения нужных характеристик требуется периодическая проверка петли фазы-ноль. Замеры проводятся в следующих ситуациях:

  1. После ввода оборудования в эксплуатацию, ремонтных работ, модернизации или профилактики сети.
  2. При требовании со стороны обслуживающих компаний.
  3. По запросу потребителя электроэнергии.

Справка! Периодичность проверки в агрессивных условиях — не менее одного раза в 2 года.

Основной задачей измерений является защита электрооборудования, а также линий электропередач от больших нагрузок. В результате роста сопротивления кабель начинает сильно нагреваться, что приводит к перегреву, срабатыванию автоматов и пожарам. На величину влияет множество факторов, включая агрессивность среды, температура, влажность и т.д.

Какие приборы используют?

Для измерения параметров фазы используют специальные поверенные устройства. Аппараты отличаются методиками замеров, а также конструктивными особенностями. Наибольшей популярностью среди электриков пользуются следующие измерительные приборы:

  • М-417. Проверенное опытом и временем устройство, предназначенное для измерения сопротивления без отключения источника питания. Из особенностей выделяют простоту использования, габариты и цифровую индикацию. Прибор применяют в любых сетях переменного тока напряжением 380В и допустимыми отклонениями 10%. М-417 автоматически размыкает цепь на интервал до 0,3 секунды для проведения замеров.
  • MZC-300. Современное оборудование для проверки состояния коммутационных элементов. Методика измерений описаны в ГОСТе 50571.16-99 и заключается в имитации короткого замыкания. Устройство работает в сетях с напряжением 180-250В и фиксирует результат за 0,3 секунды. Для большей надежности работы предусмотрены индикаторы низкого или высокого напряжения, а также защита от перегрева.
  • ИФН-200. Устройство с микропроцессорным управлением для измерения сопротивления петли фаза-ноль без отключения питания. Надежный прибор гарантирует точность результата с погрешностью до 3%. Его используют в сетях с напряжением от 30В до 280В. Из дополнительных преимуществ следует выделить измерение тока КЗ, напряжения и угла сдвига фаз. Также прибор ИНФ-200 запоминает результаты 35 последних замеров.

Важно! Точность результатов измерения зависит не только от качества прибора, но и от соблюдения правил выполнения выбранной методики.

Как измеряется сопротивление петли фаза ноль

Измерение характеристик петли зависит от выбранной методики и прибора. Выделяют три основных способа:

  • Короткое замыкание. Прибор подключается к рабочей цепи в наиболее отдаленной точке от вводного щита. Для получения нужных показателей устройство производит короткое замыкание и замеряет ток КЗ, время срабатывания автоматов. На основе данных автоматически рассчитываются параметры.
  • Падение напряжения. Для подобного способа необходимо отключить нагрузку сети и подключить эталонное сопротивление. Испытание проводят с помощью прибора, который обрабатывает полученные результаты. Метод считается одним из наиболее безопасных.
  • Метод амперметра-вольтметра. Достаточно сложный вариант, который проводят при снятом напряжении, а также используют понижающий трансформатор. Замыкая фазный провод на электроустановку, измеряют параметры и делают расчеты характеристик по формулам.

Методика измерения

Наиболее простой методикой считается падение напряжения в сети. Для этого в линию электропитания подключают нагрузку и замеряют необходимые параметры. Это простой и безопасный способ, не требующий специальных навыков, Измерение можно проводить:

  • между одной из фаз и нулевым проводом;
  • между фазой и проводом РЕ;
  • между фазой и защитным заземлением.

После подключения прибора он начинает измерять сопротивление. Требуемый прямой параметр или косвенные результаты отобразятся на экране. Их необходимо сохранить для последующего анализа. Стоит учитывать, что измерительные устройства приведут к срабатыванию УЗО, поэтому перед испытаниями необходимо их зашунтировать.

Справка! Нагрузку подключают в наиболее отдаленную точку (розетку) от источника питания.

Анализ результатов измерения и выводы

Полученные параметры используют для анализа характеристик сети, а также ее профилактики. На основе результатов принимают решения о модернизации линии электропередачи или продолжении эксплуатации. Из основных возможностей выделяют следующие:

  1. Определение безопасности работы сети и надежности защитных устройств. Проверяется техническая исправность проводки и возможность дальнейшей эксплуатации без вмешательств.
  2. Поиск проблемных зон для модернизации линии электроснабжения помещения.
  3. Определение мер модернизации сети для надежной работы автоматических выключателей и других защитных устройств.

Если показатели находятся в пределах нормы и ток КЗ не превышает показатели отсечки автоматов, дополнительные меры не требуются. В противном случае необходимо искать проблемные места и устранять их, чтобы обеспечить работоспособность выключателей.

Форма протокола измерения

Последним этапом в измерении сопротивления петли фаза-ноль является занесение показаний в протокол. Это необходимо для того, чтобы сохранить результаты и использовать их для сравнения в будущем. В протокол вписывается информация о дате проверки, полученный результат, используемый прибор, тип расцепителя, его диапазон измерения и класс точности.

В конце составленной формы подводят итоги испытания. Если он удовлетворительный, то в заключении указывается возможность дальнейшей эксплуатации сети без принятия дополнительных мер, а если нет — список необходимых действий для улучшения показателя.

В заключение необходимо подчеркнуть важность измерений сопротивления петли. Своевременный поиск проблемных участков линий электропитания позволяет принимать профилактические меры. Это не только обезопасит работу с электроприборами, но и увеличит срок эксплуатации сети.

Допустимое сопротивление петли «фаза-ноль»

Чаще всего реальное сопротивление петли «фаза-ноль» достаточно невелико для надёжной защиты линии. Но бывают ситуации, когда токи КЗ не достигают требуемых значений. В самом деле, при значениях петли более 0,8 Ом величина тока КЗ не превышает 275А и, с учётом требований ПТЭЭП, прил. 3, табл. 28, п. 4, автомат с Iном=25А уже не гарантирует отключение в заданное время. А это очень распространённый номинал автомата для защиты групповых линий розеточной сети. Иногда это можно увидеть в сельской местности, в садоводческих обществах, когда линия 0,4 кВ имеет длину 1-2 км, а сечение проводов невелико.

На величину сопротивления петля «фаза-ноль» влияет площадь поперечного сечения жил кабеля и его длина. Эти параметры связаны между собой. При увеличении длины линии приходится увеличивать её сечение, чтобы обеспечить необходимую кратность токов КЗ. Больше всего это проявляется в осветительных и розеточных сетях, где линии протяженные, а сечение проводов небольшое. По тем же причинам увеличено сопротивление петли «фаза-ноль» линий электроснабжения на вводе в здание. При этом свою долю вносит сопротивление обмоток силового трансформатора на подстанции.

Конечно, устранение указанных причин, т.е. замена электропроводки или кабельных линий повлечет за собой немалые затраты и частичную остановку функционирования объекта. Такая ситуация встречается, в основном, там, где электромонтажные работы выполнялись без предварительных расчетов и разработки проекта. При разработке проекта, проектировщики, используя справочники и таблицы производят расчеты сопротивлений цепи «фаза-ноль» и учитывают полученные значения при выборе аппаратов защиты. Поэтому так важно, чтобы монтаж любой электроустановки производился на основе качественно подготовленной проектной документации.

Можно ли как-нибудь исправить сложившуюся ситуацию, не прибегая к радикальным мерам? Конечно можно! Если не получается убрать причину малых токов короткого замыкания, можно ужесточить требования к защитным аппаратам. В осветительных и розеточных сетях, в основном, применяются модульные автоматы бытового назначения с характеристиками «В», «С», «D». В таких случаях единственный выход – установить в качестве аппарата защиты автомат с характеристикой «В» расцепителя мгновенного действия. В отличие от распространенного автомата с характеристикой «С» у него срабатывание происходит при токе Iкз = 5хIном, т.е. в рассмотренном выше примере он уверенно отключит даже ещё меньший ток (137 А) при сопротивлении петли «фаза-ноль» до 1,6 Ом. Можно уменьшить номинал автомата, тогда будут автоматически отключаться ещё меньшие токи КЗ. При этом следует помнить, что номинал автомата не должен быть меньше расчетного тока на защищаемом участке. Для защиты кабельных или воздушных линий электроснабжения можно применить предохранители, выносные реле.

Измерение cопротивления петли фаза-ноль ООО “Олимп-02” 8(495)968-08-60 Москва и Московская область

Измерение сопротивления петли “фаза-нуль” является важным этапом при проведении работ по электрическим испытаниям и измерениям параметров электросети и электрооборудования. Он входит в программу как при приемо-сдаточных испытаниях, так и при эксплуатационных. Данный вид измерений позволяет определить ток однофазного короткого замыкания в цепи и тем самым определить временные параметры срабатывания устройств защиты электрооборудования от сверхтоков при замыкании фазы на заземленный корпус или на защитный заземляющий проводник.

Измерение сопротивления пели “фаза-нуль” в нашей электролаборатории.

Доверяя проведение работ специалистам нашей компании, вы сэкономите не только свои деньги (что уже немаловажно), но также сэкономите время и сбережете свои нервы. Все наши сотрудники обладают солидным опытом работы в данной сфере и используют самые современные приборы и оборудование для проведения электроизмерений и испытаний электроустановок и электросетей. Для наших клиентов действует гибкая система скидок и индивидуальный подход. Обратившись к нам, вы можете быть уверены, что работа будет выполнена качественно и в кратчайшие сроки. Для того, чтобы заказать услугу (точное название – “Проверка согласования параметров цепи “фаза-нуль” с характеристиками аппаратов защиты и непрерывности защитных проводников”) вы можете связаться с нами одним из трех способов:

  • – написать на электронную почту;
  • – Позвонить по телефону;
  • – заполнить форму онлайн заявки на нашем сайте.

Для чего производить замер сопротивления петли фаза-ноль?

При замыкании токоведущей части электроустановки на открытую проводящую часть или защитный проводник цепи, защитное устройство, которое предназначено для автоматического отключения питания цепи или электрооборудования должно обеспечить защиту от поражения электрическим током человека при одновременном прикосновении к проводящим частям. Для того, чтобы защита была обеспечена, отключение должно происходить за определенный промежуток времени. Например, наибольшее время отключения для системы TN с номинальным напряжением 220В не должно превышать 0,4 секунды. Полное сопротивление петли фаза-ноль должно удовлетворять условию:

(данные приведены в таблице 1). Существуют различные виды расцепителей в аппаратах защиты: с обратно зависимой выдержкой времени, с независимой выдержкой времени, расцепители мгновенного действия и т. д. Расцепители имеют определенную уставку по току срабатывания. То есть для того, чтобы расцепитель отключающего аппарата сработал и разомкнул цепь аварийной линии за установленный промежуток времени, в цепи должен возникнуть соответствующий уставке ток короткого замыкания. Замер сопротивления петли фаза-ноль позволяет определить полное сопротивление замкнутого контура в цепи фазный проводник – нулевой проводник и рассчитать ток, который возникнет в цепи в случае короткого замыкания. (В полное сопротивление петли фаза-ноль входят сопротивления: обмотки силового трансформатора, фазного провода, нулевого рабочего провода, контактов пускателей, автоматов и т. д. (см. рисунок 1).



Полученные данные сравниваются с данными аппарата защиты, установленным в соответствующей линии. При этом ток короткого замыкания должен быть больше тока, обеспечивающего срабатывание защиты в пределах нормируемого времени. Данный замер позволяет сделать вывод о том обеспечена ли защита от поражения током при косвенном прикосновении или нет.

Таблица 1

Номинальное фазное напряжение Uф,В.Время отключения, с.
1270,8
2200,4
3800,2
Более 3800,1

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты, время отключения не должно превышать 5 секунд.

В цепях, которые питают отдельно стоящие стационарные электроприемники непосредственно от РУ, время автоматического отключения не должно превышать 5-ти секунд, при выполнении следующих условий :

  • – полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения:
  • – к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

Ток короткого замыкания определяется по формуле:

Как происходит замер сопротивления петли “фаза-нуль”?

Рассмотрим данный вид измерений на примере маленького щитка, от которого отходят три линии. Напряжение на линиях 220В, следовательно минимальное время отключения должно быть 0,4 секунды (см. таблицу 1). Все три линии защищены одинаковыми автоматическими выключателями. Допустим, что это автоматы марки АВВ, серии S201 С25. Эти автоматы имеют номинальный ток 25А с характеристикой “С” (рис. 2).



Проведя измерения, мы получили данные о том, что ожидаемый ток короткого замыкания в линиях будет равным:

  • – линия 1 – 118А;
  • – линия 2 – 220А;
  • – линия 3 – 358А.

Время-токовая характеристика “С” данного автомата говорит нам о том, что его мгновенный расцепитель сработает при токах короткого замыкания, равных 5-10 значений номинального. То есть для нашего автоматического выключателя значение тока короткого замыкания должно быть 125-250А. Посмотрим, в какой линии аппарат защиты выбран правильно. Линия 1 сразу отпадает, так как значение тока короткого замыкания в ней ниже диапазона срабатывания расцепителя мгновенного действия. Линия 2 попадает в диапазон срабатывания, однако, согласно времятоковой характеристике, внутри этого диапазона находится неопределенная область. В этой области, аппарат может сработать и меньше, чем за 0,4 секунды и больше. Аппарат защиты, установленный в линии 3 разомкнет цепь меньше, чем через 0,1 секунды и поэтому гарантированно подпадает под наше условие. Вывод: аппарат защиты в линии 3 выбран правильно. Замер сопротивления петли “фаза-нуль” проводят в точках электрической сети, наиболее удаленных от проверяемого аппарата защиты (освещение, розеточные группы и т. д.).

Измерение сопротивления петли “фаза-ноль” не соответствует нормам.

Причиной неудовлетворительных результатов при измерении сопротивления петли “фаза-ноль” может быть очень большая длина линии, и/или маленькое сечение проводников, либо плохие контактные соединения. В любом случае аппарат защиты следует подбирать таким образом, чтобы он гарантированно отключал линию при возникновении короткого замыкания за отведенное нормативами время. Такие результаты мы видим в линии 1 и 2 из предыдущего абзаца. Ток короткого замыкания в линии 1 находится ниже нижнего предела срабатывания мгновенного расцепителя автоматического выключателя. В этом случае решением проблемы будет установка автомата с более низким номиналом тока. Либо установка автоматического выключателя с характеристикой “В”. Автоматические выключатели с характеристикой “В” имеют уставку мгновенного расцепителя 3 – 5 значений номинального. То есть автомат с номинальным током 25А с характеристикой “В” будет иметь мгновенный расцепитель, который срабатывает при 75-125А. Такой автомат уже может подойти в качестве аппарата защиты линии 1. В линии 2 ток короткого замыкания находится в неопределенной зоне действия мгновенного расцепителя. В данном случае не обязательно менять автомат, однако необходимо проверить его на отключающую способность током, равным ожидаемому току короткого замыкания (в нашем случае это 220А). Если он срабатывает за время, меньшее чем 0,4 секунды, то его можно использовать в качестве аппарата защиты в линии 2. Существуют и другие способы уменьшения измеренных значений и тем самым увеличения тока короткого замыкания.

Для того, чтобы не рассчитывать постоянно время срабатывания автоматического выключателя, можно воспользоваться требованием ПТЭЭП (таблица 2), согласно которому при замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее 1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя. Для автоматов, которые мы использовали в своем примере, верхнее значение тока срабатывания является 250 А. Умножаем 250 на 1,1 и получаем 275 А.

Таблица 2

Наименование испытанийВид испытанияНормы испытанияУказания
28.4. Проверка срабатывания защиты при системе питания с заземленной нейтралью (TN-C, TN-C-S, TN-S)К, Т, МПри замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее: Трехкратного значения номинального тока плавкой вставки предохранителя. Трехкратного значения номинального тока нерегулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой. Трехкратного значения уставки по току регулируемого расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой. 1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя.Проверяется непосредственным измерением тока однофазного короткого замыкания с помощью специальных приборов или измерением полного сопротивления петли “фаза-нуль” с последующим определением тока короткого замыкания. У электроустановок, присоединенных к одному щитку и находящихся в пределах одного помещения, допускается производить измерения только на одной, самой удаленной от точки питания установке. У светильников наружного освещения проверяется срабатывание защиты только на самых дальних светильниках каждой линии. Проверка срабатывания защиты групповых линий различных приемников допускается производить на штепсельных розетках с различным контактом.

В конце хотим напомнить, что данное измерение должна производить только специализированная организация, которая зарегистрирована в Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору и имеет соответствующее свидетельство о регистрации электроизмерительной лаборатории. Все сотрудники организации, участвующие в проведении электроизмерительных работ и испытаниях электрооборудования и электросетей, должны иметь соответствующую квалификацию, группу по электробезопасности не ниже третьей и иметь запись в удостоверении о праве проводить испытания оборудования повышенным напряжением.

Видео испытания

Тег video не поддерживается вашим браузером.

скачать протокол измерения сопротивления петли “фаза-нуль”

(PDF) Влияние местоположений нуля с неминимальной фазой на производительность методов прямого управления с обратной связью в системах с дискретным временем

(ii) Когда нули NMP далеки от единичной окружности (в

RHP или LHP ), их влияние на методы прямого распространения

снижено.

(iii) Если нули NMP находятся в LHP и около круга блока

, выбор метода упреждения должен основываться на

желаемых целях управления.

Исходя из нашего анализа, неопытный разработчик приблизительно

имитационных контроллеров с обратной моделью может сделать вывод

, что он / она всегда будет использовать метод ZMETC, поскольку он гарантирует единичный выигрыш HCL (z).

H − 1

CL (z) для всех частот ω и

для любого положения LHP или RHP нулей неминимальной фазы.

Для нулей NMP в LHP или далеко за пределами единичной окружности

могут быть важны другие соображения.

Когда нули NMP находятся далеко за пределами единичного круга (случай (ii)),

следует учитывать вычислительные требования и проблемы с запаздыванием фазы

. Для любой реализации, которая имеет ограниченные вычислительные ресурсы, метод NPZ-Ignore является самым простым

и может быть лучшим вариантом. Что касается проблем с фазовой задержкой,

, в зависимости от модели системы, может потребоваться различная величина задержки

(z − q), чтобы сделать любой из трех фильтров прямого распространения

причинным.Это соображение может иметь решающее значение для любых

критических по времени приложений [2], [8]. Напротив, некоторые приложения сканирования AFM

не являются критичными по фазе [14], поэтому фазовые задержки

могут не быть проблемой.

Когда нули NMP находятся в LHP и около единичного круга

(случай (iii)), один раз следует учесть вычислительные требования –

, проблемы фазового запаздывания и проблемы высокочастотного шума.

Как упоминалось в разделе IV, ZMETC распространяет входной шум

через систему.Для случая (iii) методы ZPETC или NPZ-Ignore

могут быть лучшим вариантом, поскольку они имеют тенденцию «сглаживать»

этих высокочастотных областей, обеспечивая ослабление любого высокочастотного шума

.

Рис. 3 демонстрирует, что из трех методов инверсии модели –

методов, любой может быть применен к приложению HDD с определенным уровнем успеха

. Здесь разработчик может выбрать

из трех на основе своих конечных целей контроля. В общем,

ZMETC не был бы идеальным выбором для жесткого диска, если

ZPETC дает достаточные результаты, так как шумоподавление

по методу ZPETC, вероятно, будет желательным при реальной реализации

.Приложение HDD может также иметь ограниченные вычислительные ресурсы

, поэтому метод NPZ-Ignore может быть лучшим вариантом в этих обстоятельствах. К сожалению,

нулей RHP AFM ограничивают его только методом ZMETC

, а производительность системы управления может быть

, ограниченная высокочастотными помехами.

Следует отметить, что в [17] авторы обсуждают эффективность

их приближения непричинных рядов более высокого порядка для моделирования обратного управления в системе с нуль-минимальной фазой RHP

.Это предлагает другой обратный к модели метод управления

для ступенчатой ​​системы AFM, но, как мы упоминали ранее,

внесет дополнительную сложность

в реализацию в виде фильтра

очень высокого порядка. Кроме того, в той же статье авторы предварительно обрабатывают сигнал желаемой траектории

(xd (t)) с помощью фильтра нижних частот в

, чтобы разрешить использование метода ZPETC с системой

, содержащей RHP с неминимальной фазой. нули.Это также может предоставить конструктору альтернативу

, но преимущества этого подхода

могут отрицательно сказаться на производительности в случае этапа сканирования

АСМ, на котором отслеживание высокочастотных компонентов

растрового сканирования столь же важен, как и низкочастотные компоненты

.

Таким образом, этот документ дал лучшее понимание

влияния нулевых положений NMP на методы NMP-Ignore,

ZPETC и ZMETC.

REF ER EN CE S

[1] С. Девасия, Д. Чен и Б. Паден, «Нелинейный выход на основе инверсии

Отслеживание

», IEEE Trans. Авто. Ctrl., Т. 41, нет. 7, pp. 930–942, July

,

1996.

[2] BP Rigney, LY Pao, DA Lawrence, «Неминимальная фаза

, динамическая инверсия

для приложений расчетного времени», предварительно принято

для публикации в: IEEE Пер. Ctrl. Sys. Tech., 2008, предварительная печать

доступна здесь: http: // ece.colorado.edu/∼pao/journals.html.

[3] М. Томизука, «Алгоритм отслеживания ошибки нулевой фазы для цифрового управления»,

ASME J. Dyn. Sys., Meas., & Ctrl., Т. 109, pp. 65–68, March 1987.

[4] Q. Zou и S. Devasia, «Основанная на предварительном просмотре оптимальная инверсия для вывода

слежения: приложение к сканирующей туннельной микроскопии», IEEE Trans.

Ctrl. Sys. Техн., Т. 12, вып. 3, pp. 375–386, May 2004.

[5] Л. Й. Пао, Дж. А. Баттерворт и Д. Ю. Абрамович, «Комбинированное управление атомно-силовыми микроскопами с прямой / обратной связью

», in Proc.

амер. Ctrl. Конф., Июль 2007 г., с. 3509–3515.

[6] Б. Потсайд и Дж. Т. Вен, «Высокоэффективное управление отслеживанием движения»,

в Proc. IEEE Int. Конф. Ctrl. Приложения, сентябрь 2004 г., стр. 718–723.

[7] Б. П. Ригни, Л. Ю. Пао и Д. А. Лоуренс, «Архитектура инверсии модели

для приложений расчетного времени с неопределенностью», в Proc.

IEEE Conf. Dec. & Ctrl., Декабрь 2006 г., стр. 6518–6524.

[8] ——, «Сравнение производительности времени установления приблизительных методов инверсии

для систем с неминимальной фазой LTI», в Proc.Амер. Ctrl.

Conf., Июнь 2006 г., стр. 600–605.

[9] Дж. Т. Вен и Б. Потсаид, «Экспериментальное исследование высокопроизводительной системы управления движением

mance», в Proc. Амер. Ctrl. Конф., Июнь 2004 г.,

с. 5158–5163.

[10] Д. Крофт и С. Девасия, «Компенсация вибрации для высокоскоростной сканирующей туннельной микроскопии

», Rev. Sci. Инстр., Т. 70, нет. 12, pp.

4600–4605, декабрь 1999 г.

[11] Д. Крофт, Г. Шедд и С. Девасия, «Компенсация ползучести, гистерезиса и вибрации для пьезоактюаторов: приложение для атомно-силовой микроскопии.

тион, ASME J.Дин. Sys., Meas., & Ctrl., Т. 123, pp. 35–43, March

2001.

[12] С. Тьен, К. Цзоу и С. Девасия, «Итеративное управление динамикой –

ошибки, вызванные сцеплением в пьезосканерах во время высокоскоростной АСМ. op-

eration », IEEE Trans. Ctrl. Sys. Техн., Т. 13, вып. 6, pp. 921–931,

Nov. 2005.

[13] Y. Wu и Q. Zou, «Итерационный подход к управлению для компенсации гистерезиса

и эффектов колебательной динамики пьезоприводов», в

Proc.Амер. Ctrl. Конф., Июнь 2006 г., стр. 424–429.

[14] Дж. А. Баттерворт, Л. Ю. Пао, Д. Ю. Абрамович, «Архитектура

для управления отслеживанием в атомно-силовых микроскопах», в Proc. IFAC World

Cong., Июль 2008 г.

[15] К. Дж. ˚

Astr

ом, П. Хагаандер и Дж. Стернби, «Нули отобранных систем

», Automatica, vol. 20, нет. 1, pp. 31–38, 1984.

[16] Э. Гросс, М. Томизука, У. Месснер, «Отмена дискретных

нестабильных по времени нулей с помощью управления с прямой связью», ASME J.Дин. Sys.,

Meas., & Ctrl., Vol. 116, стр. 33–38, март 1994.

[17] Э. Гросс и М. Томизука, «Экспериментальное управление отслеживанием конца луча

с приближением усеченного ряда для неотключаемой динамики»,

IEEE Trans. Ctrl. Sys. Техн., Т. 2, вып. 4, pp. 382–391, Dec. 1994.

[18] Б. Хаак и М. Томизука, «Эффект добавления нулей в контроллеры прямого распространения

», ASME J. Dyn. Sys., Meas., & Ctrl., Т. 113, нет. 4, pp.

6–10, март 1991 г.

[19] Л. Р. Хант, Г. Мейер и Р. Су, «Непричинные инверсии для линейных систем

», IEEE Trans. Авто. Ctrl., Т. 41, нет. 4, pp. 608–611, April

1996.

[20] DY Abramovitch, SB Andersson, LY Pao, and G. Schitter, «Учебное пособие

по механизмам, динамике и контролю атомной силы

микроскопы »в сб. Амер. Ctrl. Конф., Июль 2007 г., стр. 3488–3502.

Контур фазовой автоподстройки частоты с использованием контурного фильтра на основе ESO для преобразователя, подключенного к сети: анализ производительности

  • 1.

    Блаабьерг Ф., Теодореску Р., Лизер М. и Тимбус А. В. (2006). Обзор управления и синхронизации сети для систем распределенной энергетики. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 53 (5), 1398–1409.

    Артикул Google Scholar

  • 2.

    Etxeberria-Otadui, I., Viscarret, U., Caballero, M., Rufer, A., & Bacha, S. (2007). Новые оптимизированные структуры и стратегии управления PWM VSC при несимметричных переходных процессах напряжения. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 54 (5), 2902–2914.

    Артикул Google Scholar

  • 3.

    Сантос Филью, Р. М., Сейшас, П. Ф., Кортизо, П. К., Торрес, Л. А. Б., и Соуза, А. Ф. (2008). Сравнение трех однофазных алгоритмов ФАПЧ для приложений ИБП. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 55 (8), 2923–2932.

    Артикул Google Scholar

  • 4.

    Голестан, С., Герреро, Дж. М., и Васкес, Дж. К. (2017a). Трехфазные системы ФАПЧ: обзор последних достижений. IEEE Transactions on Power Electronics, 32 (3), 1894–1907.

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    Голестан, С., Герреро, Дж. М., и Васкес, Дж. К. (2017). Однофазные системы ФАПЧ: обзор последних достижений. IEEE Transactions on Power Electronics, 32 (12), 9013–9030.

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Каура В. и Бласко В. (1996). Работа системы фазовой автоподстройки частоты в искаженных условиях эксплуатации. В Труды конференции по прикладной силовой электронике (с. 703–708). Сан-Хосе, Калифорния, США.

  • 7.

    Chung, S.-K. (2000). Система отслеживания фазы для трехфазных инверторов сетевого интерфейса. IEEE Transactions on Power Electronics, 15 (3), 431–438.

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Гуо, Б., Бача, С., Аламир, М., Будине, С., и Меснаж, Х. (2019) Расширенный контур фазовой автоподстройки частоты с расширенным наблюдателем состояния. В Труды 20-го международного симпозиума по силовой электронике (стр. 1–6). Нови-Сад, Сербия.

  • 9.

    Гуо, Б. (2019). Моделирование и расширенное управление гидроэлектростанциями с регулируемой скоростью . Эти. Гренобль, Франция: Университет Гренобля-Альп.https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02296865. Проверено 25 сентября 2019 г.

  • 10.

    Гуо Б., Бача С., Аламир М., Хабли А. и Будине К. (2020). Обобщенный интегратор-расширенный наблюдатель состояния с приложениями к преобразователям, подключенным к сети, при наличии возмущений. Транзакции IEEE по технологии систем управления, 29 (2), 744–755.

    Артикул Google Scholar

  • 11.

    Geng, H., Лю Л. и Ли Р. (2018). Синхронизация и поддержка реактивного тока ветряной электростанции на базе PMSG при серьезном отказе сети. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 9 (4), 1596–1604.

    Артикул Google Scholar

  • 12.

    Лай, М., Накано, М., и Се, Г. (1996). Применение нечеткой логики в управлении скоростью контура фазовой автоподстройки частоты асинхронного электродвигателя. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 43 (6), 630–639.

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Синха, Р. К., & Сенсарма, П. (2011). ФАПЧ на основе предварительного фильтра для приложений, подключенных к трехфазной сети. Исследование электроэнергетических систем, 81 (1), 129–137.

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    Choi, H.-J., Song, S.-H., Jeong, S.-G., Choi, J.-Y., & Choy, I. (2011). Улучшенный динамический отклик системы SRF-PLL для высоких динамических характеристик во время нарушения напряжения. Журнал силовой электроники, 11 (3), 369–374.

    Артикул Google Scholar

  • 15.

    Такер Т., Бороевич Д., Бургос Р. и Ван Ф. (2011). Снижение шума ФАПЧ за счет реализации фазового детектора для однофазных систем. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58 (6), 2482–2490.

    Артикул Google Scholar

  • 16.

    Гартемани, М. К., Хаджеходдин, С. А., Джайн, П. К., и Бахшай, А. (2012). Проблемы запуска и скачков фазы в системах с ФАПЧ. IEEE Transactions on Power Electronics, 27 (4), 1830–1838.

    Артикул Google Scholar

  • 17.

    Хан, Дж. (2009). От ПИД-регулятора к активному управлению подавлением помех. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (3), 900–906.

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Гао, З. (2006). Настройка контроллера на основе масштабирования и параметризации полосы пропускания. In Proceedings of the American Control Conference (pp. 4989–4996). Денвер, Колорадо, США

  • 19.

    Мадоски Р. и Герман П. (2015). Обзор методов повышения эффективности наблюдателей возмущений расширенного состояния. Транзакции ISA, 56 , 18–27.

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Джин, Х., Чен, Ю., и Лан, В. (2019). Замена ПИ-регулирования линейным ADRC первого порядка. В IEEE 8-я конференция по системам управления и обучения, управляемая данными, (стр. 1097–1101). Дали, Китай.

  • 21.

    Гуо Б., Бача С., Аламир М., Мохамед А. и Будине К. (2019). LADRC применяется к микрогидроустановкам с регулируемой скоростью: экспериментальная проверка. Control Engineering Practice, 85 , 290–298.

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    Лу, Дж., Голестан, С., Савагеби, М., Васкес, Дж. К., Герреро, Дж. М., и Марсабал, А. (2018). Улучшенный наблюдатель состояния для управления напряжением в промежуточном контуре трехфазных преобразователей переменного тока в постоянный. IEEE Transactions on Power Electronics, 33 (2), 936–942.

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Zhou, Z., Ben Elghali, S., Benbouzid, M., Amirat, Y., Elbouchikhi, E., & Feld, G. (2019) Стратегии управления для турбинных систем с приливным потоком – сравнительный анализ изучение ADRC, PI и управления скользящими режимами высокого порядка.In Proceedings 45-й ежегодной конференции IEEE Industrial Electronics Society (стр. 6981–6986). Лиссабон, Португалия.

  • 24.

    Араки, М., и Тагучи, Х. (2003). ПИД-регуляторы с двумя степенями свободы. Международный журнал управления, автоматизации и систем, 1 (4), 401–411.

    Google Scholar

  • 25.

    Miklosovic, R., Gao, Z. (2004). Надежный метод проектирования управления с двумя степенями свободы и его практическое применение.В Отчет о конференции по отраслевым приложениям IEEE: от теории к практике (стр. 1495–1502). Сиэтл, Вашингтон, США.

  • 26.

    Sun, B., & Gao, Z. (2005). Схема управления активным подавлением помех на основе DSP для преобразователя постоянного тока с Н-мостом мощностью 1 кВт. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 52 (5), 1271–1277.

    Артикул Google Scholar

  • 27.

    Родригес П., Поу Дж., Бергас Дж., Кандела Дж. И., Бургос Р. П. и Бороевич Д. (2007). Двойная синхронная система отсчета с развязкой ФАПЧ для управления преобразователями мощности. IEEE Transactions on Power Electronics, 22 (2), 584–592.

    Артикул Google Scholar

  • 28.

    Голестан, С., Рамезани, М., Герреро, Дж. М., Фрейедо, Ф. Д., и Монфаред, М. (2014). Контуры фазовой автоподстройки на основе фильтра скользящего среднего: анализ производительности и рекомендации по проектированию. IEEE Transactions on Power Electronics, 29 (6), 2750–2763.

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Гуо Б., Бача С. и Аламир М. (2017) Обзор конструкций управления PMSM на основе ADRC. In Proceedings 43-й ежегодной конференции IEEE Industrial Electronics Society (стр. 1747–1753). Пекин, Китай.

  • 30.

    Ю, Д., Яу, С.-Т. и Гао, З. (2006). О сходимости линейного наблюдателя расширенного состояния.В международной конференции IEEE по управляющим приложениям (стр. 1645–1650). Мюнхен, Германия.

  • 31.

    Тацуми Дж. И Гао З. (2013). О усовершенствованном дизайне ADRC с низкой пропускной способностью наблюдателя. В Труды 32-й Китайской конференции по контролю (стр. 297–302). Сиань, Китай.

  • 32.

    Сафонов М., Лауб А. и Хартманн Г. (1981). Свойства обратной связи многомерных систем: роль и использование матрицы обратных разностей. Транзакции IEEE в автоматическом управлении, 26 (1), 47–65.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • 33.

    Тиан Г. и Гао З. (2007). Анализ частотных характеристик системы управления на основе активного подавления помех. В международной конференции IEEE по управляющим приложениям (стр. 1595–1599). Сингапур.

  • 34.

    Цао, Ю., Чжао, К., Е, Ю., и Сюн, Ю. (2020).Управление током на основе ADRC для сетевых инверторов: проектирование, анализ и проверка. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67 (10), 8428–8437.

    Артикул Google Scholar

  • 35.

    Окнасу, Д., Гомберт, К., Бача, С., Рой, Д., Блач, Ф., и Мехтуб, С. (2008). Гибридная установка в реальном времени для исследования систем распределенной энергетики. Revue des Energies Renouvelables, 11 (3), 343–356.

    Google Scholar

  • 36.

    Гуо, Б., Мохамед, А., Бача, С., Аламир, М., Будине, К., и Пуже, Дж. (2020). Модели в уменьшенном масштабе гидроэлектростанций с регулируемой скоростью для моделирования в реальном времени в режиме реального времени. Энергии , 13 (21), 5764. https://doi.org/10.3390/en13215764.

    Артикул Google Scholar

  • 37.

    Гуо, Б., Бача, С., Аламир, М., & Иман-Эйни, Х. (2019) Надежный контроллер напряжения постоянного тока на основе LESO для гидроэлектростанций с регулируемой скоростью. В Международная конференция IEEE по промышленным технологиям (стр. 361–366). Мельбурн, Австралия.

  • 38.

    Змуд, Д. Н., и Холмс, Д. Г. (2003). Стационарное кадровое регулирование тока ШИМ-инверторов с нулевой установившейся ошибкой. IEEE Transactions on Power Electronics, 18 (3), 814–822.

    Артикул Google Scholar

  • 39.

    Го Б., Мохамед А., Бача С. и Аламир М. (2018). Микрогидроэлектростанция с регулируемой скоростью: моделирование, анализ потерь и подтверждение экспериментов. В Международная конференция IEEE по промышленным технологиям (стр. 1079–1084). Лион, Франция.

  • 40.

    Алепуз, С., Бускетс-Монж, С., Бордонау, Дж., Мартинес-Веласко, Дж. А., Сильва, К. А., Понт, Дж. И др. (2009). Стратегии управления на основе симметричных компонентов для сетевых преобразователей при провалах напряжения. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (6), 2162–2173.

    Артикул Google Scholar

  • 41.

    Ли, З., Чжао, Р., Синь, З., Герреро, Дж. М., Савагеби, М., и Ли, П. (2016). Анализ бросков переходного тока и подавление фотоэлектрических инверторов, подключенных к сети, во время падения напряжения. В IEEE применил конференцию и выставку силовой электроники (стр. 3697–3703). Лонг-Бич, Калифорния, США.

  • без названия

    % PDF-1.6 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > ручей 2010-05-20T23: 46: 46-07: 002010-05-20T23: 46: 53-07: 00’Сертифицировано IEEE PDFeXpress, 20.05.2010 23:46:53 PM’2010-05-20T23: 46 : 53-07: 00 Приложение Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows) / pdf

  • без названия
  • uuid: 4a7ee702-4aa4-432f-a39e-79f4bfa8ceb5uuid: 76cc4674-b5ad-4b3f-9703-e69d8956fe37 ‘Сертифицировано IEEE PDFeXpress: 20.05.2010 23:46:53’ конечный поток эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект ] / Имена [36 0 R] >> эндобдж 14 0 объект > ручей H | Vr8 + HL yK & NRœ9-i, S * ‘_ Y, @ / O-ŏ]: / \ 9m “” vHq / zU? \ V = v ހ iXX Յ G% u4w7n ہ- OXxQBRc \ p.*

    Общие сведения о согласовании ppp отладки Выход

    В приложениях, связанных с набором номера, PPP является наиболее часто используемым типом инкапсуляции. PPP позволяет двум машинам на канале связи точка-точка согласовывать различные параметры аутентификации, сжатия и протоколы уровня 3 (L3), такие как IP. Сбой в согласовании PPP между двумя маршрутизаторами приводит к сбою соединения.

    Команда debug pppgotiation позволяет просматривать транзакции согласования PPP, определять проблему или этап, на котором возникает ошибка, и разрабатывать решение.Однако совершенно необходимо понимать выходные данные команды debug pppgotiation . Этот документ предоставляет комплексный метод чтения выходных данных команды debug pppgotiation .

    Требования

    Читатели этого документа должны убедиться, что выполняются следующие условия:

    • PPP должен быть включен на интерфейсах обоих маршрутизаторов. Для этого введите команду encapsulation ppp .

    • Выполните эту команду, чтобы включить отметки времени в миллисекундах на маршрутизаторе:

       Router (config) #  service timestamp debug datetime мсек 
       

      Дополнительные сведения о командах отладки см. В разделе «Важная информация о командах отладки».

    Примечание. Согласование PPP между двумя одноранговыми узлами не может начаться, если нижний уровень (ISDN, физический интерфейс, коммутируемая линия и т. Д.) PPP не работает нормально. Например, если вы хотите запустить PPP через ISDN, тогда все уровни ISDN должны быть задействованы; иначе PPP не запускается.

    Используемые компоненты

    Этот документ не ограничивается конкретными версиями программного и аппаратного обеспечения.

    Условные обозначения

    Дополнительные сведения об условных обозначениях в документах см. В разделе «Условные обозначения технических советов Cisco».

    Канал проходит несколько этапов в процессе согласования PPP, как показано в этой таблице. Конечным результатом является то, что PPP либо повышается, либо понижается.

    Фаза Описание
    ВНИЗ На этом этапе PPP отключен. Это сообщение отображается после того, как связь и PPP полностью отключены:
     * 3 марта 23: 32: 50.296: BR0: 1 PPP: Phase is DOWN 
    СОЗДАНИЕ PPP переходит в эту фазу, когда получает указание, что физический уровень включен и готов к использованию.На этом этапе происходит согласование LCP 1 .
     * 3 марта 23: 32: 06.884: BR0: 1 PPP: Фаза УСТАНОВЛЕНА
     
    ПОДТВЕРЖДЕНИЕ Если для соединения требуется аутентификация PPP (CHAP 2 или PAP 3 ), то PPP переходит в эту фазу. Имейте в виду, что аутентификация PPP не является обязательной.
     * 3 марта 23: 32: 06.952: BR0: 1 PPP: Фаза ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ
     
    вверх После завершения аутентификации PPP переходит в фазу UP.На этом этапе происходит согласование NCP 4 .
     * 3 марта 23: 42: 53.412: BR0: 1 PPP: Фаза ВЫКЛЮЧЕНА
     
    ЗАВЕРШЕНИЕ На этом этапе PPP отключается.
     * 3 марта 23: 43: 23.256: BR0: 1 PPP: Фаза ЗАВЕРШЕНА
     

    1. LCP = протокол управления каналом

    2. CHAP = Challenge Handshake Authentication Protocol

    3. PAP = Протокол аутентификации пароля

    4.NCP = протокол управления сетью

    На этой диаграмме показаны фазовые переходы PPP:

    Эта таблица включает описание пакетов согласования PPP, которые используются как в согласовании LCP, так и в согласовании NCP:

    Пакет Код Описание
    КОНФРЕК Configure-Request Чтобы открыть соединение с одноранговым узлом, устройство передает это сообщение вместе с параметрами конфигурации и значениями, которые отправитель желает поддерживать от однорангового узла.Все варианты и значения обсуждаются одновременно. Если одноранговый узел отвечает сообщением CONFREJ или CONFNAK, то маршрутизатор отправляет еще одно сообщение CONFREQ с другим набором параметров или значений.
    CONFREJ Настроить-отклонить Если какая-либо опция конфигурации, полученная в сообщении CONFREQ, неприемлема или нераспознаваема, маршрутизатор отвечает сообщением CONFREJ. Неприемлемый вариант (из сообщения CONFREQ) включен в сообщение CONFREJ.
    CONFNAK Настроить-NAK 1 Если полученная опция конфигурации распознаваема и приемлема, но какое-то значение неприемлемо, маршрутизатор передает сообщение CONFNAK. Маршрутизатор добавляет параметр и значение, которое он может принять в сообщении CONFNAK, чтобы партнер мог включить эту опцию в следующее сообщение CONFREQ.
    КОНФАК Configure-ACK 2 Если все параметры в сообщении CONFREQ распознаются и все значения приемлемы, то маршрутизатор передает сообщение CONFACK.
    TERMREQ Запрос на завершение Это сообщение используется для инициирования закрытия LCP.
    ТЕРМАК Завершить-ACK Это сообщение передается в ответ на сообщение TERMREQ.

    1. NAK = отрицательное подтверждение

    2. ACK = Подтверждение

    Примечание: Каждый одноранговый узел может отправлять CONFREQ с опцией или значением, которые он хочет поддерживать.Это может привести к тому, что варианты, согласованные в каждом направлении, будут разными. Например, одна сторона может пожелать аутентифицировать партнера, а другая – нет.

    В рамках некоторых из фаз PPP, описанных ранее, PPP также переходит в определенные стадии, такие как согласование LCP, аутентификация и согласование NCP. Дополнительные сведения см. В RFC 1548 и RFC 1661.

    LCP (обязательная фаза)

    LCP – это этап, на котором согласовываются параметры для установления, настройки и тестирования соединения канала передачи данных.Открытое состояние LCP означает, что LCP успешно завершена, а закрытое состояние LCP указывает на сбой LCP.

    На этой диаграмме показано концептуальное представление квитирования LCP:

    Согласование LCP также использует параметр под названием MagicNumber, который используется для определения того, закольцован ли канал. По каналу отправляется случайная строка, и, если возвращается то же значение, маршрутизатор определяет, что канал зациклен.

    Аутентификация (дополнительный этап по умолчанию)

    На этом этапе аутентификация выполняется с помощью протокола аутентификации (CHAP или PAP), согласованного при согласовании LCP.Для получения информации, связанной с PAP, обратитесь к разделу «Настройка и устранение неполадок протокола аутентификации пароля PPP (PAP)».

    Для получения информации, относящейся к протоколу CHAP, см. Общие сведения и настройка аутентификации PPP CHAP.

    Примечание. Аутентификация не является обязательной, и PPP входит в этот этап, только если требуется аутентификация.

    NCP (обязательная фаза)

    Этот этап используется для установки и настройки различных протоколов сетевого уровня. Наиболее распространенным согласованным протоколом L3 является IP.Маршрутизаторы обмениваются сообщениями протокола управления IP (IPCP) для согласования параметров, специфичных для протокола (в данном примере – IP).

    RFC 1332 говорит, что IPCP согласовывает два варианта: сжатие и назначение IP-адресов. Однако IPCP также используется для передачи сетевой информации, такой как первичный и резервный серверы службы имен Windows (WINS) и системы доменных имен (DNS).

    Согласование происходит с использованием сообщений CONF, как описано в разделе «Пакеты согласования PPP: описание» этого документа.

    Когда вы читаете выходные данные команды debug pppgotiation для устранения неполадок, следуйте этим инструкциям:

    1. Определите фазовые переходы в выходных данных команды debug . Определите самую дальнюю фазу достигнутого соединения, например, ВВЕРХ или АУТЕНТИФИКАЦИЯ. Это может помочь вам определить фазу, на которой не удалось установить соединение. Для получения дополнительной информации о фазах см. Раздел «Фазы согласования PPP».

    2. Для фазы, на которой произошел сбой, найдите сообщения, которые указывают, что LCP, аутентификация или NCP (в зависимости от ситуации) успешны:

      • Состояние LCP должно быть открыто.Вы также можете просмотреть последние входящие и исходящие сообщения CONFACK, чтобы убедиться, что требуемые параметры согласованы.

      • Аутентификация должна быть успешной. Если вы используете двустороннюю аутентификацию, то каждая транзакция должна быть успешной. Для получения дополнительной информации об устранении ошибок аутентификации PPP см. Устранение проблем аутентификации PPP (CHAP или PAP).

      • Состояние IPCP должно быть открыто. Убедитесь, что адресация верна и установлен маршрут к одноранговому узлу.

    Большинство строк в выходных данных команды debug pppgotiation характеризуются:

    1. Отметка времени —Миллисекундные отметки времени полезны. См. Раздел «Предварительные условия» этого документа для получения дополнительной информации.

    2. Интерфейс и номер интерфейса – это поле полезно, когда отладочные соединения используют несколько соединений или когда соединение проходит через несколько интерфейсов.Например, определенные соединения (такие как многоканальные вызовы) вначале контролируются физическим интерфейсом, но позже управляются интерфейсом номеронабирателя или интерфейсом виртуального доступа.

    3. Тип сообщения PPP – Это поле указывает, является ли линия общим сообщением PPP, LCP, CHAP, PAP или IPCP.

    4. Направление сообщения —n I указывает входящий пакет, а O указывает исходящий пакет.Это поле можно использовать, чтобы определить, было ли сообщение создано или получено маршрутизатором.

    5. Сообщение – это поле включает в себя конкретную транзакцию в процессе согласования.

    6. ID – Это поле используется для сопоставления и согласования сообщений запроса с соответствующими ответными сообщениями. Вы можете использовать поле ID, чтобы связать ответ с входящим сообщением. Эта опция особенно полезна, когда входящее сообщение и ответ далеко друг от друга в отладочной информации.

    7. Длина —Поле длины определяет длину информационного поля. Это поле не важно для общего поиска и устранения неисправностей.

    Примечание. Поля с 4 по 7 могут отображаться не во всех сообщениях PPP, в зависимости от цели сообщения.

    Примечание: В этом примере показаны поля:

    Это аннотированное описание вывода команды debug pppgotiation :

     maui-soho-01 #  отладка ppp согласование 
    Отладка согласования протокола PPP включена
    maui-soho-01 #
    * 1 марта, 00:06:36.645: % LINK-3-UPDOWN:  Интерфейс BRI0: 1, состояние изменено на вверх
     
    ! --- Физический уровень (интерфейс BRI) включен. Только теперь можно начинать согласование PPP! ---.
     
    * 1 марта 00: 06: 36.661: BR0: 1 PPP: соединение рассматривается как вызов
    * 1 марта 00: 06: 36.665: BR0: 1 PPP: Фаза УСТАНОВЛЕНИЕ, пассивное открытие
    [0 сессий, 0 загрузок]
     
    ! --- Фаза PPP УСТАНАВЛИВАЕТСЯ. Теперь происходит согласование LCP.
     
    * 1 марта 00: 06: 36.669: BR0: 1 LCP: состояние "Слушать"
    * 1 мар 00: 06: 37.034: BR0: 1  LCP: I CONFREQ  [Слушать]  id 7  len 17
     
    ! --- Это входящий CONFREQ.Поле ID - 7.
     
    * 1 марта 00:06: 37.038: BR0: 1 LCP:  AuthProto PAP  (0x0304C023)
    * 1 марта 00:06: 37.042: BR0: 1 LCP:  MagicNumber 0x507A214D  (0x0506507A214D)
    * 1 марта 00:06: 37.046: BR0: 1 LCP:  Обратный звонок 0  (0x0D0300)
     
    ! --- Одноранговый узел запросил:! --- Параметр: Протокол аутентификации, значение: PAP! --- Параметр: MagicNumber (используется для обнаружения петель и всегда отправляется.)! --- Параметр: Обратный вызов, Значение : 0 (Это для обратного вызова PPP; обратный вызов MS использует 6.)
     
    * 1 марта 00: 06: 37.054: BR0: 1 LCP:  O CONFREQ  [Listen] id 4 len 15
     
    ! --- Это исходящий CONFREQ с параметрами для реализации одноранговым узлом. ! --- Обратите внимание, что поле ID равно 4, поэтому это не связано с предыдущим сообщением! --- CONFREQ.
     
    * 1 марта 00:06: 37.058: BR0: 1 LCP: AuthProto CHAP (0x0305C22305)
    * 1 марта 00:06: 37.062: BR0: 1 LCP: MagicNumber 0x1081E7E1 (0x05061081E7E1)
     
    ! --- Этот маршрутизатор запрашивает:! --- Опция: протокол аутентификации, значение: CHAP! --- Опция: MagicNumber (Используется для обнаружения петель и всегда отправляется.)
     
    * 1 мар 00: 06: 37.066: BR0: 1 LCP:  O CONFREJ  [Слушать]  id 7  len 7
     
    ! --- Это исходящее сообщение CONFREJ для сообщения с идентификатором поля 7.! --- Это ответ на сообщение CONFREQ, полученное первым.
     
    * 1 марта 00:06: 37.070: BR0: 1 LCP:  Обратный звонок 0  (0x0D0300)
     
    ! --- Этот маршрутизатор отклоняет вариант обратного вызова. ! --- Если бы маршрутизатор хотел выполнить обратный вызов MS, а не обратный вызов PPP, он! --- вместо этого отправил бы сообщение CONFNAK.
     
    * 1 марта, 00:06:37.098: BR0: 1 LCP:  I CONFACK  [REQsent]  id 4  len 15
     
    ! --- Это входящий CONFACK для сообщения с идентификатором поля 4.
     
    * 1 марта 00:06: 37.102: BR0: 1 LCP: AuthProto CHAP (0x0305C22305)
    * 1 марта 00:06: 37.106: BR0: 1 LCP: MagicNumber 0x1081E7E1 (0x05061081E7E1)
     
    ! --- Одноранговый узел может поддерживать все запрошенные параметры.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.114: BR0: 1 LCP:  I CONFREQ  [ACKrcvd]  id 8  len 14
     
    ! --- Это входящее сообщение CONFREQ; поле ID - 8.! --- Это новое сообщение CONFREQ от партнера в ответ на идентификатор CONFREJ: 7.
     
    * 1 марта 00:06: 37.117: BR0: 1 LCP:  AuthProto PAP  (0x0304C023)
    * 1 марта 00:06: 37.121: BR0: 1 LCP: MagicNumber 0x507A214D (0x0506507A214D)
     
    ! --- Узел запросил:! --- Опция: Протокол аутентификации, значение: PAP! --- Опция: MagicNumber (Используется для обнаружения петель и всегда отправляется.)
     
    * 1 марта 00: 06: 37.125: BR0: 1 LCP:  O CONFNAK  [ACKrcvd]  id 8  len 9
     
    ! --- Это исходящий CONFNACK для сообщения с идентификатором поля 8.
    * 1 мар 00: 06: 37.129: BR0: 1 LCP:  AuthProto CHAP  (0x0305C22305)
     
    ! --- Этот маршрутизатор распознает опцию Authentication Protocol,! --- но не принимает значение PAP. В сообщении CONFNAK! --- вместо этого предлагается CHAP.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.165: BR0: 1 LCP:  I CONFREQ  [ACKrcvd]  id 9  len 15
     
    ! --- Это входящее сообщение CONFREQ с идентификатором поля 9.
     
    * 1 марта 00:06: 37.169: BR0: 1 LCP:  AuthProto CHAP  (0x0305C22305)
    * 1 марта, 00:06:37.173: BR0: 1 LCP: MagicNumber 0x507A214D (0x0506507A214D)
     
    ! --- Запрошена аутентификация CHAP.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.177: BR0: 1 LCP:  O CONFACK  [ACKrcvd]  id 9  len 15
     
    ! --- Это исходящий CONFACK для сообщения с идентификатором поля 9.
     
    * 1 марта 00:06: 37.181: BR0: 1 LCP: AuthProto CHAP (0x0305C22305)
    * 1 марта 00:06: 37.185: BR0: 1 LCP: MagicNumber 0x507A214D (0x0506507A214D)
    * 1 марта 00: 06: 37.189: BR0: 1  LCP: состояние открыто 
     
    ! --- Это означает, что LCP находится в открытом состоянии.
    * 1 марта 00: 06: 37.193: BR0: 1  PPP: Фаза АУТЕНТИФИКАЦИЯ, обоими  [0 сессий, 0 загрузка]
     
    ! --- Фаза PPP АУТЕНТИЧНА. Сейчас происходит аутентификация PPP. ! --- Теперь выполняется двусторонняя аутентификация (указывается ключевым словом both).
     
    * 1 марта 00: 06: 37.201: BR0: 1  CHAP: O CHALLENGE id 4  len 33 из "maui-soho-01"
     
    ! --- Это исходящий вызов CHAP. ! --- В LCP маршрутизаторы согласовали CHAP в качестве протокола аутентификации.
     
    * 1 марта, 00:06:37.225: BR0: 1  CHAP: I CHALLENGE id 3  len 33 из "maui-soho-03"
     
    ! --- Это входящее сообщение Challenge от однорангового узла.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.229: BR0: 1 CHAP: ожидание аутентификации однорангового узла первым
    * 1 марта 00: 06: 37.237: BR0: 1  CHAP: I RESPONSE id 4  len 33 из "maui-soho-03"
     
    ! --- Это входящий ответ от однорангового узла.
     
    * 1 мар 00: 06: 37.244: BR0: 1  CHAP: O SUCCESS id 4  len 4
     
    ! --- Этот маршрутизатор успешно аутентифицировал однорангового узла.
    * 1 марта 00: 06: 37.248: BR0: 1 CHAP: Обработка сохраненного вызова, идентификатор 3
    * 1 марта 00: 06: 37.260: BR0: 1 CHAP: O RESPONSE id 3 len 33 из "maui-soho-01"
    * 1 мар 00: 06: 37.292: BR0: 1 CHAP:  I УСПЕХ id 3  len 4
     
    ! --- Это входящее сообщение об успехе. Каждая сторона! --- успешно аутентифицировала другую.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.296: BR0: 1  PPP: фаза UP  [0 сессий, 0 нагрузок]
     
    ! --- Статус PPP теперь UP. Начинается согласование NCP (IPCP).
     
    * 1 марта, 00:06:37.304: BR0: 1 IPCP:  O CONFREQ  [Closed] id 4 len 10
    * 1 марта 00: 06: 37.308: BR0: 1 IPCP: адрес 172.22.1.1 (0x0306AC160101)
     
    ! --- Это исходящее сообщение CONFREQ. Это означает, что! --- адрес локальной машины 172.22.1.1.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.312: BR0: 1 CDPCP: O CONFREQ [Closed] id 4 len 4
    * 1 марта 00: 06: 37.320: BR0: 1 CDPCP: I CONFREQ [REQsent] id 4 len 4
    * 1 марта 00: 06: 37.324: BR0: 1  CDPCP : O CONFACK [REQsent] id 4 len 4
     
    ! --- Эти сообщения предназначены для протокола управления CDP (CDPCP).
    * 1 марта 00: 06: 37.332: BR0: 1 IPCP: I CONFREQ [REQsent] id 4 len 10
    * 1 марта 00:06: 37.336: BR0: 1 IPCP: адрес 172.22.1.2 (0x0306AC160102)
     
    ! --- Это входящее сообщение CONFREQ, которое указывает, что! --- адрес однорангового узла - 172.22.1.2. Адрес 0.0.0.0 указывает, что одноранговый узел! --- не имеет адреса, и запрашивает у локального маршрутизатора! --- адрес при согласовании IPCP.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.344: BR0: 1 IPCP: O CONFACK [REQsent] id 4 len 10
    * 1 марта, 00:06:37.348: BR0: 1 IPCP: адрес 172.22.1.2 (0x0306AC160102)
    * 1 марта 00: 06: 37.356: BR0: 1 IPCP: I CONFACK [ACKsent] id 4 len 10
    * 1 марта 00:06: 37.360: BR0: 1 IPCP: адрес 172.22.1.1 (0x0306AC160101)
    * 1 марта 00: 06: 37.363: BR0: 1 IPCP: состояние открыто
     
    ! --- Состояние IPCP - Открыто. Обратите внимание, что при согласовании IPCP каждая сторона! --- приняла IP-адрес однорангового узла, и один был назначен одноранговому узлу.
     
    * 1 марта 00: 06: 37.371: BR0: 1 CDPCP: I CONFACK [ACKsent] id 4 len 4
    * 1 марта 00: 06: 37.375: BR0: 1  CDPCP: состояние открыто 
     
    ! --- Это означает, что состояние CDPCP открыто.
    * 1 марта 00:06: 37.387: BR0  IPCP: установить маршрут к 172.22.1.2 
     
    ! --- Маршрут к одноранговому узлу установлен.
     
    * 1 марта 00:06: 38.288:% LINEPROTO-5-UPDOWN: Линейный протокол на интерфейсе BRI0: 1,
     изменил состояние на вверх
    * 1 марта 00: 06: 42.609:% ISDN-6-CONNECT: Интерфейс BRI0: 1 теперь подключен к
     maui-soho-03 

    Общие

    CONFREQ (запрос конфигурации):

    Когда нижний уровень становится доступным (Up), отправляется CONFREQ для запуска первой фазы PPP (фазы LCP).Он используется на этапах LCP и NCP как попытка настроить соединение. Чтобы открыть соединение с одноранговым узлом, устройство передает это сообщение вместе с параметрами конфигурации и значениями, которые отправитель желает поддерживать одноранговым узлом. Все варианты и значения обсуждаются одновременно. Если одноранговый узел отвечает сообщением CONFREJ или CONFNAK, то маршрутизатор отправляет еще одно сообщение CONFREQ с другим набором параметров или значений.

    CONFACK (настройка-подтверждение):

    Если все параметры в сообщении CONFREQ распознаются и все значения приемлемы, то маршрутизатор передает сообщение CONFACK.

    CONFREJ (настройка отклонения):

    Если какая-либо опция конфигурации, полученная в CONFREQ, неприемлема или нераспознаваема, маршрутизатор отвечает сообщением CONFREJ. Недопустимый вариант (из CONFREQ) включен в сообщение CONFREJ.

    CONFNAK (настройка отрицательного подтверждения):

    Если полученная опция конфигурации распознаваема и приемлема, но какое-то значение неприемлемо, маршрутизатор передает сообщение CONFNAK.Маршрутизатор добавляет параметр и значение, которое он может принять в сообщении CONFNAK, чтобы партнер мог включить эту опцию в следующее сообщение CONFREQ.

    ECHOREQ (эхо-запрос) и ECHOREP (эхо-ответ):

    PPP использует пакеты keepalive для поддержания целостности соединения. Эти пакеты поддержки активности представляют собой кадр ECHOREQ, который отправляется удаленному партнеру PPP, и удаленный партнер PPP должен ответить кадром ECHOREP при получении кадра ECHOREQ. По умолчанию, если маршрутизатор пропускает пять кадров ECHOREP, соединение считается неработающим и PPP отключается.

    TERMREQ (запрос на расторжение):

    Этот кадр указывает, что одноранговый узел PPP, который отправил этот кадр, завершает соединение PPP.

    TERMACK (подтверждение прекращения):

    Это сообщение передается в ответ на сообщение TERMREQ. Это закрывает PPP-соединение.

    ЗАВЕРШЕНИЕ

    Это сообщение указывает на то, что соединение PPP прервано. Подключение LCP или NCP можно отключить:

    • при административном закрытии (только LCP).

    • , когда не работает нижний уровень (линия коммутируемого доступа, ISDN и т. Д.).

    • когда переговоры проваливаются.

    • при обнаружении петель на линии.

    LCP

    ACCM (асинхронная карта управляющих символов):

    Это одна из опций, согласованных LCP в кадре CONFREQ. ACCM устанавливает escape-последовательности символов. ACCM сообщает порту игнорировать указанные управляющие символы в потоке данных.Если маршрутизатор на другом конце соединения не поддерживает согласование ACCM, порт принудительно использует FFFFFFFF. В этом случае введите эту команду:

      совпадение ppp accm 000a000 
     
    ACFC (сжатие поля адреса и управления):

    ACFC – это опция LCP, которая позволяет конечным точкам более эффективно отправлять сообщения туда и обратно.

    AuthProto (протокол аутентификации):

    AuthProto – это тип протокола аутентификации, согласованный в кадре CONFREQ между обоими узлами PPP-соединения для использования на этапе аутентификации.Если аутентификация PPP не настроена, этот вывод не отображается в согласованных параметрах кадра CONFREQ. Возможные значения: CHAP или PAP.

    Обратный звонок “#”:

    Это сообщение указывает на то, что обсуждается вариант обратного вызова. Число после синтаксиса обратного вызова указывает, какой вариант обратного вызова согласован. Число 0 – это обычный обратный вызов PPP, а число 6 указывает на вариант обратного вызова Microsoft (который автоматически доступен в Cisco IOS® Software Release 11.3 (2) T или новее).

    CHAP (протокол аутентификации с вызовом рукопожатия):

    Это сообщение указывает, что согласованный протокол аутентификации – CHAP.

    EndpointDisc (Дискриминатор конечной точки):

    Это опция LCP, используемая для идентификации однорангового узла PPP в многоканальном соединении PPP. Дополнительные сведения см. В разделе «Критерии именования пакетов многоканального PPP».

    LCP: состояние открыто

    Это сообщение указывает, что согласование LCP было успешно завершено.

    LQM (мониторинг качества связи)

    LQM доступен на всех последовательных интерфейсах, на которых работает PPP. LQM отслеживает качество связи и отключает связь, когда качество падает ниже заданного процента. Проценты рассчитываются как для входящих, так и для исходящих направлений. Качество исходящего трафика рассчитывается путем сравнения общего количества отправленных пакетов и байтов с общим количеством пакетов и байтов, полученных одноранговым узлом. Качество входящего трафика рассчитывается путем сравнения общего количества полученных пакетов и байтов с общим количеством пакетов и байтов, отправленных одноранговым узлом.

    Когда LQM включен, отчеты о качестве канала (LQR) отправляются каждый период проверки активности. LQR отправляются вместо сообщений поддержки активности. Все входящие сообщения поддержки активности обрабатываются должным образом. Если LQM не настроен, пакеты поддержки активности отправляются каждый период активности, и на все входящие LQR отвечают LQR.

    MagicNumber
    Поддержка

    Magic Number доступна на всех последовательных интерфейсах. PPP всегда пытается согласовать магические числа, которые используются для обнаружения петлевых сетей.По каналу отправляется случайная строка, и если возвращается то же значение, то маршрутизатор определяет, что канал зациклен.

    Канал может быть отключен или не отключен при обнаружении петли; это зависит от использования команды down-when-looped .

    PAP (протокол аутентификации пароля)

    Это сообщение указывает, что протокол аутентификации, согласованный для использования одноранговыми узлами PPP, является PAP. Дополнительные сведения о PAP см. В разделе Настройка и устранение неполадок протокола аутентификации пароля PPP (PAP).

    PFC (сжатие поля протокола)

    Эта опция включает или выключает сжатие для полей протокола.

    MRRU (Реконструированный блок с максимальным приемом)

    Это опция LCP, согласованная в процессе настройки многоканального LCP PPP. Эта опция определяет максимальное количество байтов, которое может составлять фрейм. Если MRRU не согласован в LCP, тогда Multilink PPP (MPPP) не может работать на канале.

    MRU (Максимальный полученный блок)

    MRU – это опция LCP, согласованная в кадре CONFREQ для согласования размера передаваемых пакетов.

    Аутентификация

    AUTH-REQ (запрос аутентификации)

    Этот кадр отправляется от локального однорангового узла PPP (на котором включена аутентификация) удаленному узлу. Он просит удаленный узел отправить действительное имя пользователя и пароль для аутентификации PPP-соединения. Этот фрейм используется только с PAP.

    AUTH-ACK (подтверждение аутентификации)

    Этот кадр отправляется от аутентифицированного однорангового узла PPP к аутентифицирующему одноранговому узлу PPP.Этот фрейм содержит действительную пару имени пользователя и пароля. Этот кадр используется только тогда, когда PAP используется для аутентификации соединения PPP.

    AUTH-NAK или FAILURE

    Этот кадр отправляется аутентифицирующим одноранговым узлом PPP, когда аутентификация не удалась на аутентифицирующем узле PPP.

    ВЫЗОВ

    Это кадр вызова CHAP, который отправляется аутентифицирующим одноранговым узлом PPP аутентифицированному одноранговому узлу PPP. Фрейм запроса состоит из идентификатора, случайного числа и либо имени хоста локального коммуникационного сервера, либо имени пользователя на удаленном устройстве.Этот кадр используется только тогда, когда CHAP используется для аутентификации соединения PPP.

    ОТВЕТ

    Этот кадр представляет собой ответ CHAP, отправленный аутентифицированным партнером PPP аутентифицирующему партнеру PPP.

    Требуемый ответ состоит из двух частей:

    Этот кадр используется только тогда, когда CHAP используется для аутентификации соединения PPP.

    NCP

    Адрес a.b.c.d
    • В исходящем сообщении CONFREQ это значение указывает IP-адрес, который желает использовать локальный маршрутизатор.Если включен адрес 0.0.0.0, локальный компьютер запрашивает у однорангового узла IP-адрес, который он может использовать.

    • Во входящем сообщении CONFREQ это значение указывает IP-адрес, который партнер хочет использовать. Если включен адрес 0.0.0.0, одноранговый узел запрашивает у локального компьютера IP-адрес, который он может использовать.

    • В исходящем сообщении CONFNAK это значение указывает IP-адрес, который должен использовать одноранговый узел, а не тот, который одноранговый узел предлагает в сообщении CONFREQ.

    • Во входящем сообщении CONFNAK это значение указывает IP-адрес, который должен использовать локальный компьютер, вместо того, который был предложен в предыдущем сообщении CONFREQ.

    • В исходящем сообщении CONFACK это значение указывает, что IP-адрес, запрошенный одноранговым узлом, приемлем для локальной машины.

    • Во входящем сообщении CONFACK это значение указывает, что IP-адрес, запрошенный локальным компьютером, приемлем для однорангового узла.

    CCP (протокол управления сжатием)

    Это сообщение указывает, что протокол сжатия находится в стадии согласования между обоими одноранговыми узлами PPP. Программное обеспечение Cisco IOS поддерживает следующие протоколы сжатия для согласования через соединение PPP:

    CDPCP (протокол управления протоколом обнаружения Cisco)

    Это сообщение указывает, что согласование CDP происходит на этапе NCP. Чтобы выключить CDP на маршрутизаторе, введите команду no cdp run .

    CODEREJ (отклонение кода)

    Пакет CODEREJ отправляется после получения неинтерпретируемого упакованного от удаленного узла PPP.

    Установить маршрут к a.b.c.d

    Когда маршрутизатор завершает IPCP (фаза NCP для протокола IP L3), он должен установить данный IP-адрес для удаленного однорангового узла PPP в таблице маршрутизации и рассматриваться как подключенный маршрут в таблице маршрутизации. Если вы не видите это сообщение, убедитесь, что команда no peer neighbour-route не настроена.

    IPCP (протокол управления IP)

    Это значение указывает, что IP – это сетевой уровень, согласовываемый на этапе NCP.

    Состояние IPCP открыто

    Это сообщение указывает, что IPCP (фаза NCP для протокола IP L3) успешно завершена.

    PROTREJ (отклонение протокола)

    Одноранговый узел PPP, получив пакет PPP с неизвестным полем протокола, использует сообщение PROTREJ, чтобы указать, что одноранговый узел попытался использовать неподдерживаемый протокол.Когда устройство PPP получает сообщение PROTREJ, оно должно при первой же возможности прекратить отправку пакетов указанного протокола.

    Конструкция компенсатора

    типа III для силовых преобразователей

    Найдите загружаемую версию этого рассказа в формате pdf в конце рассказа.

    Компенсаторы

    типа II широко используются в контурах управления силовых преобразователей. Однако бывают случаи, когда фазовая задержка силового преобразователя может приближаться к 180 градусам, в то время как максимальная фаза компенсатора типа II на любых частотах не превышает нуля.Таким образом, в этих случаях компенсатор типа II не может обеспечить достаточный запас по фазе для поддержания стабильности контура, и именно здесь требуется компенсатор типа III. Компенсатор типа III может иметь фазовый график, превышающий нулевой градус на некоторых частотах, и, следовательно, он может обеспечить необходимое усиление фазы для поддержания разумного запаса по фазе.

    Хотя концепция компенсатора типа III существует уже много лет, глубокий анализ компенсатора найти нелегко. В литературе описаны некоторые процедуры проектирования [1,2,3,4].Однако эти процедуры обычно выводятся эмпирическим путем, а процессы вывода не приводятся, что затрудняет выполнение и оценку этих процедур.

    Аналоговая реализация компенсаторов типа III показана на рис. 1 , где требуются шесть пассивных компонентов схемы. Передаточная функция компенсатора Type III в Рис. 1 . выдает:

    , где C 12 – параллельная комбинация C 1 и C 2 ,

    Компенсатор типа III имеет три полюса (один в начале координат) и два нуля.На практике обычно предусматривается наличие двух совпадающих нулей и двух совпадающих полюсов, а частота кроссовера контура помещается где-то между нулями и полюсами. Для этого типа конструкции передаточная функция в уравнении (1) может быть переписана как:

    , где частоты нулей и полюсов определяются по формуле:

    , а постоянный коэффициент усиления K определяется выражением:

    Амплитуда передаточной функции в уравнении (3) при заданной частоте ω может быть рассчитана как:

    Фазу передаточной функции в уравнении (3) при заданной частоте ω можно рассчитать как:

    Как видно, фаза C (jω) состоит из двух частей: постоянной части -π / 2, обусловленной полюсом в начале координат, и переменной части как функции частоты ω, определяемой по формуле:

    Уравнение (8) можно преобразовать в:

    Продолжить на следующей странице

    Уравнение (9) имеет полезную особенность в том, что функция достигает своего максимального значения где-то между ω z и ω p .Это можно показать следующим образом. Обратите внимание, что функция обратной касательной монотонно возрастает. Следовательно, чтобы найти максимальное значение Φ v (ω), мы можем сначала найти максимум следующей функции:

    Максимальное значение F (ω) можно найти через его производную, которая рассчитывается как:

    На основании уравнения (11) вы обнаружите, что F (ω) и, следовательно, Φ v (ω), достигают своих максимальных значений на частоте, определяемой следующим образом:

    Уравнение (12) говорит, что максимальная фаза Φ v (ω) возникает при среднем геометрическом значении ω z и ω p .Здесь мы называем ω m максимальной фазовой частотой компенсатора типа III. Подставляя уравнение (12) в (9), вы получаете максимальную фазу Φ v (ω) как:

    Определите отношение частоты полюса к частоте нуля как:

    Из уравнений (12) и (14) k также можно определить как:

    Тогда максимальную фазу Φ v (ω) можно записать как:

    А максимальная фаза компенсатора типа III определяется по формуле:

    Обратите внимание, что k – это мера расстояния между нулем и полюсом, и поэтому мы называем это коэффициентом разделения.С помощью уравнения (17) можно рассчитать максимальное усиление фазы компенсатора типа III для данного коэффициента разделения или наоборот.

    Максимальное значение функции арктангенса – 90 °. Согласно уравнению (17) максимальное повышение фазы от компенсатора типа III составляет 90 °. На рис. 2 показана зависимость максимальной фазы компенсатора типа III от коэффициента разделения. Как можно видеть, фаза быстро увеличивается, когда коэффициент разделения k мал, и становится все более плоской, когда коэффициент увеличивается.Таким образом, в низком диапазоне k более эффективно регулировать усиление фазы от компенсатора типа III, изменяя коэффициент разделения. Следует отметить, что существует диапазон коэффициента разделения, в котором фаза компенсатора типа III является отрицательной. Поскольку основной целью использования компенсатора типа III является повышение фазы контура управления, разработчику полезно знать значение коэффициента разделения, при котором фаза равна нулю. Из уравнения (17) можно найти, что фаза равна нулю, когда функция обратной тангенса соответствует:

    Продолжить на следующей странице

    Из уравнения (18) мы видим, что k должно соответствовать:

    Решая уравнение (19), мы получаем значение k, которое дает нулевой подъем фазы для компенсатора типа III:

    Как правило, коэффициент разделения компенсатора типа III должен быть больше 6, чтобы обеспечить положительный фазовый импульс в контуре.

    ПРОЕКТНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

    Процедура I

    С помощью процедуры I вы устанавливаете частоту кроссовера контура (ω c ) на ω m , и таким образом вы можете достичь максимального запаса фазы контура с заданным коэффициентом разделения. Далее приводится процедура проектирования для достижения этой цели проектирования.

    Пусть усиление и фаза объекта управления при ω c равны Gp и Φ p , а требуемый запас по фазе равен Φ m . Для выполнения требований по фазовому запасу у нас должно быть:

    Таким образом, мы можем получить фазу Φ v c ) следующим образом:

    Поскольку мы выбрали ω c = ω m , то из уравнений (16) и (22) получаем:

    Или, что эквивалентно:

    , где b определяется как:

    Определить:

    Тогда из уравнения (24) мы получаем следующее квадратное уравнение через x:

    Решения уравнения (27) даются по формуле:

    Продолжить на следующей странице

    Из уравнения (26) видно, что x положительно, поэтому нам нужно решение:

    Учитывая ωm и k, мы можем получить нулевой ω z и полюс ω p на основе уравнения (15):

    Из уравнения (6) мы можем получить коэффициент усиления компенсатора на частоте кроссовера, ω c = ω м :

    На частоте кроссовера ω c коэффициент усиления контура равен 1, то есть:

    Из уравнения (32) получаем:

    Как показано в [2] и [3], конструкция компенсатора типа III обычно начинается с выбора значения R 1 .Выбрав R 1 , значения остальных компонентов можно рассчитать следующим образом.

    Из уравнения (5) получаем:

    Уравнение (4) эквивалентно следующим четырем уравнениям:

    Уравнения (34) – (38) – это пять уравнений, которые нам нужны для определения значений компонентов R 2 , R 3 , C 1 , C 2 и C 3 .

    Вычитая уравнение (37) из уравнения (36), мы получаем значение C 3 :

    Из уравнения (35) имеем:

    Уравнение (38) можно переписать как:

    Подставляя уравнение (34) и уравнение (40) в уравнение (41), мы получаем:

    Из уравнения (42) мы получаем решение для C 1 :

    Из уравнения (34) мы получаем решение для C 2 :

    Продолжить на следующей странице

    Теперь, когда мы определили значения для всех конденсаторов.Значения резистора можно получить из Уравнения (37) и Уравнения (38):

    Обобщая процедуру 1 для компенсатора типа III, находим, что:

    Для заданной частоты кроссовера ω c и запаса по фазе Φ m , а также усиления и фазы объекта управления при ω c как Gp и Φ p .

    1. Вычислите значение тангенса b с помощью:
    2. Вычислите коэффициент разделения нуля и полюсов k:
    3. Вычислите частоту нулей и полюса:
    4. Вычислите коэффициент усиления компенсатора K:
    5. Выберите значение резистора для R 1 .
    6. Вычислить C 3 :
    7. Вычислить C 1 :
    8. Вычислить C 2 :
    9. Вычислить R 2 :
    10. Вычислить R 3 :
    11. Проверить значения частотной характеристики и вычисленные значения частотной характеристики .
    12. Проверьте частотную характеристику замкнутого контура.

    Процедура II

    Компенсатор типа III обычно используется для объекта управления, который имеет большую фазовую задержку в диапазоне частот кроссовера контура.Для этого типа установок контур управления может оказаться условно стабильным, что нежелательно в некоторых приложениях. Ниже приводится процедура расчета, учитывающая безусловную устойчивость.

    Условно стабильная петля – это петля, фазовая диаграмма которой становится более отрицательной, чем -180 °, но снова возвращается выше -180 ° перед частотой кроссовера. Обычно это происходит около частоты, на которой объект имеет максимальное запаздывание по фазе. Назовем эту частоту ω mp .

    Чтобы сделать контур безусловно устойчивым, необходимо некоторое повышение фазы при ω mp . С другой стороны, чтобы сделать контур стабильным, необходимо также некоторое усиление фазы на частоте кроссовера ω c . Чтобы удовлетворить этим требованиям, можно разместить максимальную фазовую частоту ω m (определенную уравнением 12) где-то между ω mp и ω c . Размещение ω м можно описать следующим образом:

    , где ∝ – число, которое предстоит определить.

    На логарифмической оси частот среднее геометрическое ω mp и ω c находится на равном расстоянии от ω mp и ω c , как показано на рис. 3. Вы можете видеть, что если ∝ m ближе к ω mp , чем к ω c . С другой стороны, если ∝> 1, то ω m ближе к ω c , чем к ω mp . Следовательно, вы можете использовать ∝ для настройки положения точки максимальной фазы компенсатора типа III, и, выполнив поиск методом проб и ошибок по, вы в конечном итоге сможете найти правильное расположение ωm, которое соответствует обоим запасам по фазе. и безусловные требования к стабильности.

    После выбора ω м компенсатор типа III можно рассчитать следующим образом. Учитывая усиление и фазу объекта управления при ω c : Gp и Φ p , и желаемый запас по фазе Φ m . Также дана частота ω mp , на которой объект имеет максимальное запаздывание по фазе. На частоте кроссовера, исходя из уравнения (9), мы имеем:

    Чтобы удовлетворить требованиям запаса по фазе, нам необходимо удовлетворить уравнение (22), которое, в свою очередь, приводит к:

    Или, что эквивалентно:

    Продолжить на следующей странице

    На основе уравнения (12) и уравнения (59) мы можем получить следующие два уравнения относительно ω p и ω z :

    , где ω d определяется как:

    Отметим, что ω d известен с заданными параметрами Φ m , Φ p и ω p , и выбранной частотой ω c .

    Мы можем решить уравнения (60) и (61) и получить нулевую и полюсную частоты компенсатора:

    Коэффициент разделения можно рассчитать как:

    Если ω z , ω p и k определены на основе приведенных выше уравнений, компоненты компенсатора могут быть определены таким же образом, как в Процедуре I. Процедура расчета, учитывающая безусловную устойчивость, кратко изложена ниже.

    Для заданной частоты кроссовера ω c и запаса по фазе Φ m , а также усиления и фазы объекта управления при ω c как Gp и ω p .Также дана частота ω mp , на которой объект имеет максимальное запаздывание по фазе.

    На основе уравнения (56) определите максимальную фазовую частоту компенсатора, выбрав значение для. Обычно вы можете начать с = 1 и настроить его на основе графика Боде контура, полученного в результате процедуры проектирования.

    1. Вычислите разницу между частотой нуля и частотой полюса, используя уравнение (62).

    2. Вычислите частоту нуля ω z и частоту полюса ω p , используя уравнение (63) и уравнение (64).

    3. Рассчитайте коэффициент разделения k, используя уравнение (65).

    4. Из уравнения (6) имеем

    На частоте кроссовера:

    Таким образом, мы можем рассчитать постоянный коэффициент усиления компенсатора K как:

    Определив K, можно выполнить шаги с 5 по 12 процедуры I, чтобы завершить расчет.

    Синхронный преобразователь постоянного тока в постоянный, показанный на рис. 4 [2] будет использоваться в качестве примера для применения процедур проектирования.В [2] целевая полоса пропускания установлена ​​на 90 кГц, а запас по фазе должен быть больше 45 °. Здесь нацелена та же полоса пропускания, а запас по фазе нацелен на 60 °. Из Рис. 4 можно найти, что на частоте 90 кГц усиление объекта составляет -29,14 дБ или 0,0349, а фаза составляет -109,1 °.

    Во-первых, процедура I будет использована для расчета компенсатора. При таком подходе мы помещаем максимальную частоту подъема фазы компенсатора на целевую частоту кроссовера, то есть ω м = 2 × π × 90 × 10 3 рад / с.Выбирая R 1 = 2 кОм и следуя процедуре, мы получаем следующие значения компонентов:

    R 1 = 2 кОм

    R 2 = 34,7 кОм

    R 3 = 571 Ом,

    С 1 = 31пФ

    С 2 = 108 пФ

    С 3 = 1,5 нФ

    Фиг.5 . показаны графики Боде компенсатора и результирующей петли. Коэффициент разделения составляет 4,5, а фазовый график компенсатора находится под нулевым градусом, как показано на Рис.5 . Полоса пропускания контура составляет 90 кГц, а запас по фазе – 60 °. Однако фазовый график идет более отрицательно, чем -180 °, что делает петлю лишь условно стабильной.

    Используя процедуру II, первым шагом является определение максимальной частоты повышения фазы компенсатора. Из Рис. 4 максимальная частота фазового запаздывания составляет около 9 кГц. Таким образом, ω m должно быть где-то между 9 и 90 кГц. На основе уравнения (56) было обнаружено, что при ∝ = 0,7 можно получить хороший безусловно устойчивый контур управления.При этом значении ∝ получаются следующие значения компонентов :.

    R 1 = 10 кОм

    R 2 = 30,4 кОм

    R 3 = 568 Ом,

    С 1 = 66 пФ

    С 2 = 1,2 нФ

    C 3 = 3,4 нФ

    Фиг.6 . показывает графики Боде результирующего цикла. Как видите, цикл в Fig. 6 безусловно устойчив, в отличие от цикла в Fig. 5 .

    ССЫЛКИ

    1. Технический документ Venable № 3, Оптимальная конструкция усилителя обратной связи для систем управления.

    2. Intersil Technical Brief TB417.1, Дуг Маттингли, Проектирование стабильных компенсационных сетей для однофазных понижающих регуляторов, 2003 г.

    3. Замечание по применению Sipex 16, Компенсация контура понижающих преобразователей в режиме напряжения, 2006 г.

    4. Кенг Ву, Импульсные преобразователи мощности, проектирование и анализ, Academic Press, 2006.

    Загрузите историю в формате pdf здесь.

    Как выбрать компенсацию контура управления P

    Введение

    MAX20796 – это преобразователь управления токовым режимом, который можно настроить на двухфазный или трехфазный режим работы.В этом документе приведены рекомендации по выбору параметров контура управления MAX20796 для оптимизации установившегося режима, частотной области и переходных характеристик скачка нагрузки.

    Определение параметров мощности каскада и контура

    Для этого варианта использования параметры компенсации для MAX20796 выбраны следующим образом:

    Параметры силового каскада:

    Входное напряжение: В IN = 12 В

    Выходное напряжение: В ВЫХ = 0,8 В

    Обязанность:

    Количество фаз: N PH = 3

    Частота переключения: F SW = 400 кГц

    Период времени переключения:

    Устойчивый ток нагрузки: I OUT = 80A

    Пульсации напряжения в установившемся режиме: ΔV PK_STEADYSTATE = 2% V OUT = 0.016V

    Чтобы спроектировать оптимальный контур компенсации, сначала выберите характеристики переходной и частотной области, ожидаемые от конструкции преобразователя мощности. В этом примере V OUT не должен взлетать или опускаться более чем на 3% в ответ на 30% изменение нагрузки со скоростью нарастания 10 А / мкс.

    Характеристики переходных процессов

    :

    I ШАГ = 30% (I ВЫХ ) = 24A

    ΔV pk_Soad_Droop = 3% V OUT = 0.024В

    Компенсационная конструкция MAX20796 рекомендует выбирать полосу пропускания контура напряжения в диапазоне от f SW /5 до f SW /10 для достижения быстрого отклика во временной области. В этом примере использования выбранная желаемая полоса пропускания равна f SW /5 = 80 кГц. Выбор полосы пропускания выше f SW /4 снижает общую стабильность системы из-за влияния полюсов высоких частот.

    Требуемая полоса пропускания контура напряжения:

    Выбор значений индуктивности и выходного конденсатора

    Связанные индукторы имеют огромное преимущество для достижения решений с высокой плотностью мощности для многофазных схем.По сравнению с эквивалентными дискретными индукторами, связанные индукторы создают меньшую фазу пульсаций, что приводит к более высокому КПД. Для этого примера использования выбрана связанная катушка индуктивности с фазной индуктивностью (L K ) 100 нГн.

    Выходной конденсатор выбирается по следующим критериям:

    • Устойчивое состояние ( COUT_STEADY_STATE ): величина размаха пульсаций напряжения, поддерживаемая во время работы в установившемся режиме. Уравнение для этого критерия не учитывает эффект ESR конденсатора.

    , где ΔVI Итого – это пульсация pk-pk суммы токов во всех фазах и рассчитывается как:

    Примечание: Это уравнение применимо для работы с

    Ток пульсаций pk-pk одинаков для связанной катушки индуктивности и дискретной катушки индуктивности (с равным значением индуктивности), поэтому расчет для C OUT_STEADY_STATE независим для любой из катушек индуктивности.

    • Переходный процесс: необходимо выбрать подходящий конденсатор, чтобы величина скачка / спада в V OUT в ответ на скачкообразное изменение нагрузки находилась в пределах требуемых характеристик.Следующие два критерия переходных процессов должны быть оценены для определения оптимальной емкости:
      • Критерии переходных процессов 1: Рассчитайте емкость (C OUT_TRANSIENT_CRITERIA1 ), чтобы оценить, достаточно ли катушки индуктивности для подачи заряда (ΔQ CAP_DEMAND ) переходная нагрузка-шаг.

      • Переходные критерии 2: Смоделируйте контур управления для достижения желаемого значения полосы пропускания для расчета емкости (C OUT_TRANSIENT_CRITERIA2 ), чтобы соответствовать спецификации нарастания / спада в ответ на скачок нагрузки.

    Примечание: Уравнение для C OUT_TRANSIENT_CRITERIA2 основано на бесконечной скорости нарастания. Скорость нарастания выходного напряжения конечна, и фактическая емкость может быть меньше, чем при вычислении по приведенной выше формуле.

    Выберите наибольшее значение среди трех критериев (C OUT_STEADY_STATE , C OUT_TRANSIENT_CRITERIA1 и C OUT_TRANSIENT_CRITERIA2 ) в качестве окончательного значения выходной емкости. Для этой конструкции 27 керамических конденсаторов емкостью 100 мкФ (6.3 В, размер 1210) установлены на плате, чтобы учесть характеристики снижения напряжения конденсаторов. Для компактного решения рекомендуется 1206 керамических конденсаторов.

    Выбор параметров контура управления

    MAX20796 представляет собой вариант контроллера режима пикового тока с внешним контуром напряжения и внутренним контуром тока. Оба контура имеют специальный компенсатор с коэффициентом усиления и нулевым положением, который может настраивать пользователь. Выход токового контура является входом в модулятор, который генерирует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) на основе управляющего воздействия с обратной связью.Шаги в этом разделе предоставляют дополнительную информацию о выборе компенсации.

    Шаг 1. Выберите нулевой токовый контур

    Катушка индуктивности и выходной конденсатор создают двойной полюс в частотной области, который рассчитывается как f LC .

    Являясь топологией управления током, индуктор ведет себя как источник тока, управляемый напряжением, что означает, что двойной полюс на f LC сокращен до однополюсной системы. Чтобы ослабить влияние этого полюса, выберите нулевое значение токовой петли (f ZC ) равным или меньшим, чем f LC .

    Текущее нулевое местоположение:

    Ближайшее доступное нижнее значение для этого текущего выбора нуля для данной системы выбирается равным 18 кГц.

    Шаг 2: Выберите R
    INT

    R INT – значение резистора, определяющего коэффициент усиления компенсатора токовой петли. Входом в токовый контур является разность (I_ERR) между заданным током, заданным контуром напряжения, и измеренным током от силового каскада (I TOTAL ).Произведение I_ERR и R INT определяется как ΔV RINT и должно быть не менее 0,1 В для обеспечения устойчивости к источникам фонового шума. Рекомендуется, чтобы максимальное значение ΔV RINT составляло 0,2 В, чтобы избежать ограничений по запасу напряжения в цепи модулятора.

    Где:

    ΔV RINT рекомендуется использовать в диапазоне 0,1 В или 0,2 В

    K i – текущий коэффициент усиления, его значение равно 10 5

    Уравнение для R INT выбирает ΔV RINT равным 0.2 В, поскольку большее значение обеспечивает лучшую помехозащищенность. Ближайшее значение R INT] для 2209 Ом равно

    . выбран для этой системы.
    Шаг 3: Выберите PWM_RAMP

    Чтобы избежать субгармонических колебаний при управлении в режиме тока, распространенной техникой является добавление пилообразной стабилизации к измеряемому току. Рекомендуется выбирать крутизну добавленной кривой, равную крутизне спада измеренного тока катушки индуктивности. По аналогичному принципу минимальная величина PWM_RAMP (В / мкс) для MAX20796 рассчитывается следующим образом:

    где:

    K IP составляет 1,25 и является пропорциональным коэффициентом усиления компенсатора токовой петли

    .

    Используйте значение 1.27 В / мкс в качестве подходящей теоретической отправной точки. Для обеспечения дополнительной помехоустойчивости схемы модулятора и обеспечения надежной работы значение 2,55 В / мкс выбирается эмпирически таким образом, чтобы напряжение коммутирующего узла демонстрировало стабильность устойчивого состояния в случае переходного процесса нагрузки (включения и выключения).

    Следующие аспекты должны быть приняты во внимание, прежде чем выбрать PWM_RAMP, намного больший, чем теоретически необходимо:

    • В любом случае не выбирайте большой PWM_RAMP, если он нарушает динамический диапазон напряжения модулятора.См. Шаг 8.
    • Увеличение PWM_RAMP может уменьшить общую полосу пропускания системы. См. Шаг 9, чтобы узнать о способах преодоления потери полосы пропускания.

    Примечание. Эти аспекты верны для случаев использования с длительностью включения около 175 нс или больше. Для меньшего времени включения требуется больший PWM_RAMP.

    Шаг 4: Выберите R
    OCR

    Чтобы обеспечить баланс между фазными токами, рекомендуется, чтобы значение R OCR было в пределах 3-5 раз от выбранного значения R INT .В этом примере конструкции значение R OCR выбрано равным 11,8 кОм.

    Примечание. По умолчанию устройство автоматически устанавливает подходящее значение для R OCR на основе выбора штыря R INT . Однако пользователь всегда может изменить R OCR с помощью команды PMBus ™. Если такое измененное PMBus значение R OCR сохраняется с использованием команды STORE_INVENTORY, после этого изменение в R INT не повлияет на значение R OCR .

    Шаг 5: Выбор нуля контура напряжения

    При управлении в токовом режиме выход контура напряжения обеспечивает командную ссылку для работы токового контура. При работе с замкнутым контуром токовый контур можно визуализировать как механизм, который обеспечивает постоянное усиление между измеренным током и заданным током.

    Чтобы обеспечить достаточный запас по фазе для преобразователя мощности, архитектура MAX20796 позволяет пользователю выбирать положение нуля контура напряжения (f ZV ).Более низкое значение нуля контура напряжения помогает обеспечить больший скачок фазы. Однако слишком низкое значение подразумевает большую постоянную времени для системы и приводит к увеличению времени восстановления выходного напряжения в случае переходного процесса нагрузки. Слишком высокое нулевое значение напряжения может обеспечить меньший скачок фазы (при желаемой полосе пропускания) и уменьшить запас по фазе. Для MAX20796 установка нуля контура напряжения как 1/5 от желаемой полосы пропускания контура напряжения обеспечивает оптимальную производительность.

    Для этого примера конструкции нулевое напряжение выбрано как 10.3 кГц, это первое доступное значение перемычки, которое ниже расчетного.

    Шаг 6: Выберите IDES_GAIN

    IDES_GAIN обозначает пропорциональный коэффициент усиления контура напряжения. Для IDES_GAIN используется значение 0,98 (по умолчанию). MAX20796 поддерживает увеличение значения до 10 раз от самого низкого значения. Изменение IDES_GAIN может оказаться удобной «ручкой» для увеличения коэффициента усиления системы, что приводит к увеличению пропускной способности. «Ручка» удобна для преодоления потери полосы пропускания из-за следующего:

    • Использование большего PWM_RAMP для обеспечения помехоустойчивости системы
    • Использование большей выходной емкости
    Шаг 7: Выберите LEAD_LAG

    MAX20796 имеет возможность добавить сеть опережения-запаздывания в компенсатор контура напряжения, чтобы обеспечить сдвиг фазы на 25, 35 или 45 градусов при 60 кГц, 90 кГц, 120 кГц или 160 кГц.Схема опережения-запаздывания помогает увеличить запас по фазе и устойчивость преобразователя к переходным процессам на частоте перехода через нуль, также известной как полоса пропускания.

    Примечание. Увеличение запаса по фазе с помощью параметров LEAD_LAG приводит к ослаблению усиления контура напряжения на 0,81, 0,54 или 0,34 в зависимости от выбора. Это приводит к уменьшению пропускной способности, которую можно увеличить, используя более высокое значение IDES_GAIN.

    Сеть опережения-запаздывания также может быть настроена в режиме чистого аттенюатора, который не обеспечивает скачков фазы.Эта конфигурация может помочь преобразователю улучшить запас по фазе на 5–10 градусов за счет некоторой потери полосы пропускания.

    Шаг 8: Проверка достаточного запаса напряжения

    Как показано на этапах 1–5, параметры компенсации могут быть соответствующим образом рассчитаны для данного параметра схемы и требований к производительности. Однако работа с выбранными параметрами не должна превышать запас по напряжению внутри ИС. Используйте следующее уравнение для расчета диапазона напряжений в цепи.Диапазон напряжения не должен превышать 1,2 В.

    Для этого варианта использования диапазон напряжений составляет 0,676 В, что находится в пределах рекомендованного максимума 1,2 В.

    Шаг 9: стендовая оценка

    После выбора начальной настройки компенсации с помощью шагов 1–8 оцените выбор этих параметров на стенде. Двухэтапный итерационный процесс выглядит следующим образом:

    Шаг 9a: Частотная характеристика
    1. Измерьте частотную характеристику преобразователя мощности при работе с полной нагрузкой.
    2. Настройте параметры компенсации, чтобы ширина полосы контура напряжения находилась в пределах ± 10% от f SW /5, сохраняя при этом запас по фазе ≥55 градусов. Вот несколько технических соображений, которые могут оказаться полезными при попытке соответствовать этому критерию:
      • Увеличьте или уменьшите пропускную способность, изменив IDES_GAIN.
      • Увеличьте количество конденсаторов, чтобы улучшить запас по фазе. Однако это может снизить пропускную способность системы.
      • Уменьшите нулевое значение контура напряжения, чтобы сократить время установления после переходного процесса скачка нагрузки.
      • Используйте настройки LEAD_LAG для увеличения запаса по фазе за счет уменьшения полосы пропускания.
      • Используйте IDES_GAIN, чтобы преодолеть потерю полосы пропускания, которая возникает из-за использования LEAD_LAG или более высокого значения PWM_RAMP. Разумное использование обеих этих настроек может помочь достичь желаемой полосы пропускания и большого запаса по фазе.
    Шаг 9b: переходная характеристика

    Когда наблюдается, что частотная характеристика имеет достаточную полосу пропускания и запас по фазе, примените переходный процесс скачка нагрузки и проверьте, находится ли скачок или спад V OUT в пределах требуемых параметров.

    Стендовые измерения с выбранной компенсацией

    На рисунке 1 показана частотная характеристика, измеренная на стенде (ток нагрузки = 80 А). Полоса пропускания преобразователя составляет 83 кГц, а запас по фазе составляет примерно 56 градусов. По сравнению с настройками, продемонстрированными на шагах 1–8, вместо значения по умолчанию 0,98 использовалось значение IDES_GAIN 2,65. Использование более высокого IDES_GAIN может потребоваться для использования более высокого PWM_RAMP или конденсаторов большего размера из-за приблизительной оценки снижения номинальных характеристик.В результате чем выше IDES_GAIN, тем меньше пропускная способность, чем рассчитано теоретически.

    Рис. 1. График Боде при нагрузке 80А без LEAD_LAG.

    Рисунок 2 показывает переходную характеристику преобразователя. В ответ на скачок нагрузки 33% (скорость нарастания = 10 А / мкс) выходной сигнал преобразователя соответствует требуемым характеристикам скачка / спада ± 3% (± 24 мВ) без включения пульсаций напряжения.

    Рисунок 2. Переходный ответ без LEAD_LAG.

    Использование LEAD_LAG

    На рисунке 3 показан график Боде для той же системы, которая использовалась для генерации рисунка 1, за исключением того, что компенсатор LEAD_LAG включен для обеспечения повышения фазы на 25 градусов на частоте 160 кГц.PWM_RAMP увеличивается до 3,18 В / мкс (по сравнению с рис. 1, на котором используется 2,55 В / мкс), чтобы обеспечить дополнительную стабильность в установившемся режиме, обеспечивая при этом диапазон напряжений в пределах 1,2 В.

    По сравнению с рисунком 1 на рис. 3 показан лучший запас по фазе, составляющий примерно 72 градуса, при неизменной полосе пропускания примерно 80 кГц.

    Рис. 3. График Боде при нагрузке 80А с выбором LEAD_LAG.

    Рисунок 4 показывает переходную характеристику системы, измеренную на Рисунке 3.По сравнению с рис. 2, скачок / спад напряжения показывает более затухающую характеристику из-за увеличенного запаса по фазе.

    Рисунок 4. Переходный процесс с выбранным LEAD_LAG.

    Заключение

    Это примечание по применению демонстрирует, что процедура расчета компенсации MAX20796 позволяет получить высокопроизводительное решение по преобразованию мощности. Используя формулы и практические рекомендации, MAX20796 можно легко настроить для соответствия строгим и высококачественным частотным и переходным характеристикам.

    Приложение

    В этом приложении представлена ​​быстрая демонстрация двухфазного решения, реализованного с использованием MAX20796. В таблице 1 перечислены рабочие параметры.

    Таблица 1. Определение варианта использования

    Параметры Значение
    V IN (V) 5
    В ВЫХ (В) 1
    f SW (кГц) 400
    Фазы 2
    Катушка индуктивности 100 нГн соединенный
    Желаемая полоса пропускания (кГц) 400/5 = 80
    Полная нагрузка (A) 50
    Пульсации в устойчивом состоянии (мВ) 20
    Шаг нагрузки 15 A при 10 A / мкс
    (30% полной нагрузки)
    Взлет / падение (при скачке нагрузки) 30 мВ (3% В ВЫХ )

    Следуя процедуре расчета компенсации, упомянутой в шагах 1–9, Таблица 2 показывает параметры компенсации для преобразователя в таблице 1.

    Таблица 2. Параметры компенсации

    Параметры Значение
    Емкость (мкФ) 1000
    f ZC (кГц) 18к
    R INT (Ом) 2964
    PWM_RAMP (В / мкс) 0,85
    R OCR (Ом) 11,8 тыс.
    f ZV (кГц) 10.3к
    LEAD_LAG Отключено

    Примечание. Для достижения емкости 1000 мкФ установлены керамические конденсаторы 13 x 100 мкФ (размер 1210, 6,3 В) для компенсации снижения номинальных характеристик конденсаторов.

    На рис. 5 показан график Боде, измеренный для системы. График Боде обеспечивает желаемую полосу пропускания приблизительно 80 кГц и имеет запас по фазе, близкий к 60 градусам, даже без использования настроек LEAD_LAG.

    Рисунок 5.График Боде для случая использования таблицы 1 с компенсацией таблицы 2.

    Рисунок 6 показывает переходную характеристику для скачка нагрузки 30%, приложенного к выходу регулятора. При достаточной полосе пропускания и запасе по фазе переходная характеристика имеет хорошее поведение, а скачок / спад легко находится в пределах требуемого допуска ± 3%.

    Использование:

    V IN = 5V, V OUT = 1V, N PH = 2, F SW = 400 кГц

    Катушка индуктивности = 100 нГн, конденсаторы = 13 x 100 мкФ керамические (размер 1210, 6.3В, X5R)

    Рис. 6. График Боде для варианта использования Таблицы 1 с компенсацией Таблицы 2.

    Товарные знаки

    PMBus является товарным знаком SMIF, Inc.

    Измерение отклика обратной связи с обратной связью | Оценочная инженерия

    Импульсные источники питания

    полагаются на контуры управления с обратной связью, чтобы гарантировать, что требуемые напряжение и ток поддерживаются при различных условиях нагрузки. Конструкция контура управления с обратной связью влияет на многие факторы, включая регулирование, стабильность и переходные характеристики.

    Контур управления с обратной связью будет колебаться, когда есть частота, на которой коэффициент усиления контура равен единице или больше, а общее фазовое отставание равно 360 °. Стабильность обычно измеряется двумя факторами:

    • Запас по фазе, разница между фактическим запаздыванием по фазе и 360 °, когда коэффициент усиления контура равен единице, выражается в градусах.
    • Запас по усилению, величина, на которую усиление упало ниже единицы, когда общая фазовая задержка составляет 360 °, выражается в децибелах.

    Для большинства систем управления с обратной связью с обратной связью запас по фазе больше 45 ° (меньше 315 °), когда усиление контура больше 0 дБ.Запас по усилению составляет -20 дБ или ниже, когда фазовая задержка контура достигает 360 °.

    Если эти условия соблюдены, контур управления будет иметь почти оптимальную реакцию; он будет безоговорочно стабильным, без недостаточного или чрезмерного демпфирования. Обычно измерение частотной характеристики выполняется далеко за пределами рабочей полосы пропускания контура управления, чтобы гарантировать выявление всех возможных условий.

    График Боде, показанный на рисунке , представляет кривые усиления и фазовой характеристики контура управления для импульсного источника питания с одним выходом.Измерения проводились с использованием анализатора фазы усиления GP102, автономного прибора для оценки коэффициента усиления контура регулирования и запаса по фазе, а затем импортировались в электронную таблицу.

    В этом случае запас по фазе, измеренный от точки кроссовера 0 дБ до 360 °, составляет 82 ° (от 360 ° до 278 °). Запас усиления составляет -35 дБ, измеренный от 0 дБ до точки, где фаза пересекает 360 °. Сравнение этих запасов по усилению и фазе с целевыми значениями запаса по усилению -20 дБ и запаса по фазе 60 ° подтверждает, что переходная характеристика и регулирование тестируемого источника питания будут чрезмерно демпфированными и неприемлемыми.

    Точка кроссовера 0 дБ составляет 160 Гц, что увеличивает медленность петли. В идеале желательно положительное усиление контура на частоте 1 или 2 кГц, и, учитывая очень консервативные запасы усиления и фазы, динамику контура можно улучшить, не приближаясь к областям нестабильности. Требуются небольшие изменения в компонентах компенсации усилителя ошибок. После модификации контур управления можно повторно протестировать, чтобы гарантировать безусловную стабильность.

    Обычно эти измерения выполняет анализатор частотной характеристики (FRA) или анализатор фазы усиления.В этих приборах используются методы дискретного преобразования Фурье (ДПФ), поскольку измеряемые сигналы часто малы и замаскированы шумом и искажениями, создаваемыми каскадом переключения источника питания. ДПФ используется для извлечения интересующего сигнала.

    Ввод тестового сигнала

    Для выполнения измерения FRA вводит сигнал возмущения или ошибки на известной частоте в контур управления. Два канала измерения FRA используются для определения того, сколько времени занимает нарушение от входа усилителя ошибки до выхода источника питания.

    Инжекция должна происходить там, где сигнал обратной связи контура управления ограничен одним трактом и подается от источника с низким импедансом. Соединение тракта обратной связи с выходом источника питания или выходом усилителя ошибки – хорошие места для подачи сигнала помехи.

    Часто генератор сигналов подключается к тестируемой цепи через изолирующий трансформатор, как показано на рис. 2 , обеспечивая электрическую изоляцию между генератором сигнала FRA и тестируемой цепью.Метод инжекции, представленный на рисунке 2, добавляет сигнал помехи на входе усилителя ошибки. Этот метод подходит для выходных напряжений источника питания в пределах максимального входного напряжения FRA.

    Если проверяемый источник питания выдает высокое выходное напряжение, то первый метод впрыска неприменим. В , рис. 3 , сигнал помехи был введен после усилителя ошибки, где напряжение контура управления относительно земли низкое. Этот метод ввода следует использовать, если выходное напряжение источника питания превышает входной диапазон FRA.

    После выбора подходящей точки ввода необходимо тщательно настроить амплитуду сигнала помехи. Реакцию на помехи можно увидеть на осциллографе, подключенном к выходу источника питания.

    Амплитуда генератора сигналов FRA должна быть установлена ​​на ноль и низкую частоту, обычно в нижней части полосы пропускания контура управления. Медленно увеличивайте амплитуду генератора FRA. Хорошая отправная точка для определения амплитуды генератора сигналов FRA – это когда на осциллографе можно увидеть небольшое возмущение, около 5% от номинального выходного напряжения источника питания.

    Этот процесс следует повторить в верхней части полосы пропускания контура управления, чтобы понять, можно ли использовать один и тот же уровень возбуждения во всей полосе пропускания контура. Генератор FRA не должен понижать или повышать мощность контура управления. Любые измерения, выполненные в этих условиях, будут неправильными.

    Маловероятно, что одна и та же установка генератора сигналов FRA может использоваться во всей полосе пропускания контура управления. В этих условиях сжатие амплитуды может использоваться для поддержания устойчивого сигнала возмущения по мере того, как частота качается и изменяется усиление контура.Это достигается за счет управления амплитудой генератора сигналов FRA для поддержания постоянного входного сигнала усилителя ошибки.

    Проведение измерений

    Два входа FRA подключены к двум концам вторичной обмотки развязывающего трансформатора, как показано на рисунках 2 и 3. Канал 3 измеряет выход контура управления, а канал 2 – вход контура управления. Измерения производятся относительно земли.

    Выполните развертку от 10 Гц до 30 кГц и обратите внимание на повторяемость измерений усиления и фазы как на хорошие индикаторы того, что к контуру управления применяется правильный уровень инжекции.Оцените коэффициент усиления контура регулирования и запас по фазе, руководствуясь рекомендациями по усилению по фазе.

    Подходящие компоненты компенсации могут быть применены к каскаду усилителя ошибки. Выполнение новой развертки покажет эффект изменений значений компенсации. В идеале петлевое усиление должно уменьшаться на -20 дБ за декаду, особенно там, где петлевое усиление проходит через единицу.

    Цепи коррекции коэффициента мощности

    Контур управления с обратной связью не ограничивается регулированием мощности импульсного источника питания.Активная коррекция коэффициента мощности (PFC), обычно используемая после мостового выпрямителя, использует два контура управления для достижения синусоидального входного тока, что приводит к коэффициенту мощности нагрузки, близкому к 1,0. Схемы PFC обычно основаны на специальной ИС контроллера, переключающем устройстве и индукторе накопления энергии – так называемом звене постоянного тока.
    Первый контур, контур напряжения, пытается поддерживать постоянное напряжение постоянного тока в звене постоянного тока или на выходе схемы PFC. Этот контур относительно медленный, пересекает 0 дБ примерно на 10 Гц.Второй контур, контур управления током, эффективно контролирует форму волны входного тока. Эта схема прерывателя с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) должна отслеживать форму выпрямленного синусоидального напряжения, поэтому, по сути, эталон для контура управления током является динамическим. Поскольку текущий контур управления должен отслеживать частоту линии, точка кроссовера может составлять несколько килогерц.

    Проверка контура управления напряжением

    Тестирование контура управления медленным напряжением и контура управления быстрым током требует разных подходов:

    Контур управления напряжением PFC

    Петля напряжения проста.Никаких модификаций схемы не требуется, и фактически контур регулирования тока остается активным во время тестирования контура напряжения. При выборе точки впрыска действуют обычные правила. Вы должны найти место в контуре, где источник является точкой с низким сопротивлением и ограничен одним путем. Номинальное сопротивление инжекционного резистора, вероятно, составит 1000 Вт.

    Контур управления током PFC

    Тестирование более быстрого контура управления током требует большой осторожности и внимания, потому что для получения точной оценки запаса по усилению и фазе необходимо несколько модификаций схемы:

    1. Используйте источник постоянного тока от 0 до 400 В для подачи питания на вход цепи PFC.Электропитание переменного тока не требуется, и его следует отключить.
    2. Отключите контур управления напряжением, но не всю ИС.
    3. При необходимости обеспечьте вспомогательное питание для ИС контроллера PFC, обычно +18 В.
    4. Используйте источник постоянного тока от 0 до 10 В для управления выходным током PFC для соответствующего уровня входного напряжения. Фактически, источник питания от 0 до 10 В постоянного тока будет управлять усилением в контроллере и заменять опорное напряжение, которое обычно изменяется от 100 до 120 раз в секунду для частоты сети 50 или 60 Гц.Контур обратной связи по току должен отслеживать входное напряжение, следовательно, использование источника питания от 0 до 10 В постоянного тока для установки различных условий.
    5. Подайте переменную нагрузку на выход PFC.
    6. Используйте инжекторный резистор 100 Вт, подключенный между резистором измерения тока и входом датчика PFC.
    7. Развертка от 50 Гц до примерно половины частоты переключения. Проверьте реакцию контура с различными настройками и комбинациями, описанными в пунктах 4 и 5. Например, контур следует протестировать при нулевом токе, пиковом токе и на полпути.

    Измерения в зоне PFC опасны. Изолируйте входные каналы анализатора АЧХ и генератор от земли и друг от друга.

    Об авторах

    Кен Зальц – президент компании Clarke-Hess Communication Research. До прихода в компанию он был президентом и основателем North Atlantic Instruments. Г-н Зальц написал множество статей, посвященных измерению и моделированию переменного тока, и получил степень бакалавра наук. из Университета Хофстра и М.Б.А. из Нью-Йоркского технологического института. Clarke-Hess Communication Research, 21-09 43rd Ave. Long Island City, NY 11101, 718-784-0445, электронная почта: [email protected]

    Вернуться на домашнюю страницу EE

    Опубликовано EE-Evaluation Engineering
    Все содержимое © 2001 Nelson Publishing Inc.
    Перепечатка, распространение или повторное использование на любом носителе не разрешается
    без явного письменного согласия издателя.

    декабрь 2001

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *