華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

  傳統的中頻感應加熱電源控制系統仍然多采用模擬控制或模擬與數字相結合的控制方式。傳統的模擬電源主要有以下一些缺點(diǎn)：

  (1) 控制電路結構復雜，體積龐大，需要使用很多分立元器件；

  (2) 模擬器件特性存在差異，致使電源一致性較差；

  (3) 模擬器件存在溫度漂移，會(huì )導致系統參數的變化，使系統不穩定；

  (4) 硬件電路設計完成后，控制策略就不能改變，不利于系統升級；

  (5) 由于以上缺點(diǎn)必然使得系統開(kāi)發(fā)調試比較麻煩。

  為了克服以上缺點(diǎn)我們采用數字處理技術(shù)，將傳統采用模擬控制方式的模擬電源升級為數字電源(DPS--Digital Power Supply)。數字電源控制電路的核心器件是數字信號處理器(DSP)。目前數字信號處理(DSP)技術(shù)逐漸成熟，因此本次中頻電源的設計以 TMS320F2812 型 DSP 為控制電路的核心?？刂齐娐分饕獙?shí)現的功能有：整流軟啟動(dòng)、整流及逆變觸發(fā)及驅動(dòng)、數字鎖相運算、電壓電流采集、功率的運算調節、顯示工作狀態(tài)、與上位機通信、輸出過(guò)壓過(guò)流與水溫水壓故障等的保護等等。圖 4.1 為控制電路的系統框圖。

  下面對控制電路的各個(gè)部分分別作簡(jiǎn)要介紹。

  4.1 整流軟啟動(dòng)控制電路

  由上一章的分析我們最終確定的整流主電路為三個(gè)晶閘管與三個(gè)二極管組成的三相全橋半控整流電路。三個(gè)晶閘管主要起軟啟動(dòng)和故障急停的作用。因此電源工作時(shí)就需要控制電路給晶閘管驅動(dòng)脈沖。整流控制電路有一下幾個(gè)方案：

  (1) 用幾 kHz 高頻脈沖驅動(dòng)晶閘管。這種方案的好處是不用取過(guò)零同步信號?？刂齐娐泛?jiǎn)單，但是這種方案的缺點(diǎn)是不能進(jìn)行移相軟啟動(dòng)。只能通過(guò)在主電路上串接大功率電阻來(lái)進(jìn)行軟啟動(dòng)，使主電路復雜且安全性不高。

  (2) 在控制電路中取三相電壓同步信號，直接給 DSP，通過(guò) DSP 的計算，用DSP 的 PWM 模塊發(fā)出出發(fā)脈沖驅動(dòng)晶閘管。這種方案可以實(shí)現整流軟啟動(dòng)和故障急停，而且控制電路簡(jiǎn)單。但是這種方案有個(gè)缺點(diǎn)，控制電路取同步信號給 DSP，這就會(huì )造成 DSP 不斷進(jìn)入中斷。影響 DSP 的運算處理能力。

  (3) 對整流設計專(zhuān)門(mén)的驅動(dòng)電路，DSP 只給驅動(dòng)電路發(fā)送移相角度及封鎖等信號。驅動(dòng)電路能自動(dòng)完成同步信號采集，移相角度控制及驅動(dòng)脈沖的生成等。通過(guò)綜合比較，最終本次設計選用第三種方案整流對整流進(jìn)行控制。圖4.2 為本次設計的整流觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路原理框圖。此脈沖產(chǎn)生電路主要由同步信號采樣電路、脈沖形成電路和脈沖放大電路三部分組成。

  功率調節

  操作人員通過(guò)上位機或功率調節旋鈕將功率設定值傳送給DSP，DSP通過(guò)將功率設定值與實(shí)際值進(jìn)行比較并進(jìn)行PI調節算法，功率調節的流程框圖如圖4.7所示

  本控制系統為電壓電流雙閉環(huán)控制系統。工作過(guò)程如下：操作人員通過(guò)上位機或功率調節旋鈕將電壓基準Vref與輸出電壓采樣值比較生成電壓誤差信。經(jīng)過(guò)一個(gè)PI調節環(huán)節后電壓環(huán)的輸出作為電流環(huán)基準Iref，Iref與輸出電流采樣信號比較, 并經(jīng)過(guò)PI調節環(huán)節輸出, 其輸出經(jīng)過(guò)變換轉換為移相角β，通過(guò)移相角來(lái)調節輸出電壓，輸出電壓的改變進(jìn)而影響輸出電流的變化。從而實(shí)現功率調節。其中Kvf、Kif分別表示電流和電壓調理電路的增益。K β 為移相角到輸出電壓的轉換比例，Zo為輸出負載的等效阻抗。