大功率串联谐振中频电源监控系统|

？它是研发和生产串联谐振的专业制造商。我公司生产的串联谐振设备在业界得到了广泛的赞誉，并努力打造最权威的“串联谐振”高压设备供应商。大功率感应加热电源具有加热速度快，工件加载均匀，非接触加热，易于实现自动控制等优点，在淬火，熔深等工业领域具有广泛的应用。在制造业和冶金行业。加热，熔化，保温，钎焊和烧结。随着感应加热理论和感应加热装置的不断发展，其应用领域也不断扩大，应用范围也越来越广泛。 1系列谐振逆变器拓扑？感应加热功率通常由主电路，控制电路及其保护电路框图组成，如图1所示。主电路包括整流电路，滤波电路，逆变器电路和负载电路。三相工频电流由整流器整流，再由滤波器滤波，然后成为流入逆变器的直流直流，然后转换成负载电路所需的中频电流。 ???图1？中频电源结构图？逆变器电路的输出直接为负载提供能量。当中频电流通过感应线圈加热工件时，其等效于电感器和电阻器。负载是感性的。为了提高功率因数和逆变器输出频率，一般采用补偿电容法使负载补偿后谐振工作。在频率上。根据补偿电容器和感应加热线圈之间的连接，功率逆变器电路可以分为两种类型：并联谐振型和串联谐振型。 ???图2？串联谐振逆变器的电路结构如何？串联谐振逆变器电路如图2所示，它将串联使用补偿电容器和感应线圈（等效电阻和电感）作为逆变器桥的负载。由于补偿电容器的值较大，因此可以认为逆变器输入端的电压是恒定的。交替打开和关闭逆变器上的可控组件可以在逆变器的输出端获得交变的方波电压[1]。当串联逆变器采用适当的工作模式时，由于开关损耗很小，因此它可以具有较宽的工作频率范围。因此，串联逆变器解决方案在半导体高频感应加热电源中受到了更多关注。在加热和熔化金属装料的过程中，负载等效参数和自然共振频率会因温度变化和装料熔化而发生变化。为了提高电源效率，串联逆变器应始终在功率因数接近或等于1的准谐振状态下工作。这要求逆变器的输出频率可以跟随变频器的固有频率。负载以实现逆变器设备的零电流开关。或零电压开关。本文中使用的PWM频率跟踪方法对负载的电压和电流波形进行采样，根据过零的位置获得电压和电流之间的相位差，并获得系统的实时功率因数以进行调整逆变器的工作频率，提高感应炉的功率因数。 2系统硬件组成？感应加热系统由感应炉主体，中频电源，PLC控制柜和触摸屏HMI组成。系统结构示意图如图3所示：图3系统结构示意图？感应炉主体是工件加热的主体。它是一个感应线圈，缠绕在由耐火材料制成的坩埚周围。熔融金属装在坩埚中。当向线圈施加交流电源时，金属电荷的内部在交变磁场的作用下会产生涡流效应和磁滞损耗，从而产生热效应，从而实现加热和冶炼的目的[2]。 ？中频电源通过“ AC-DC-AC”方法向感应炉供电，其输出中频电流频率在300Hz〜20KHz之间。它是感应加热系统的主要部分，也是主要的监视对象。 PLC是整个系统的核心单元。它的功能是收集并完成所有模拟和数字处理。它负责炉体的温度收集，中频电源的供电以及加热过程的控制，并实现与主机触摸屏HMI的通信。触摸屏HMI是系统中人机交互的监视终端。它不仅可以实时准确地显示系统的运行状态，还可以修改系统的工作参数并通过触摸按钮向设备提供操作说明。它还可以自动发送系统的警报信息，历史和趋势信息存储在自定义数据库中。 3监控系统功能？ 3.1主要监测参数？系统电压和电流检测参数总共为10个通道，包括2个输入线电压，2个输入线电流，2个DC电压，2个DC电流，1个中频电压和1个中频。当前。系统温度检测包括：电源冷却水入口温度1通道，电炉冷却水入口温度1通道，电炉温度6通道，晶闸管冷却温度25通道，谐振电容器冷却温度12通道，共45通道。 ？状态量检测信号有：电源故障，水泵故障，喷雾泵故障，风扇故障，冷却水压力水平，Y相损耗，D相故障，Y过电流，D过电流检测等9个通道。 3.2主要控制参数共有10个启动输出量，包括控制电源的启动，能量存储动作，关闭动作，打开动作，喷雾启动和停止，风扇启动和停止，泵启动和停止等。 ？功率输出功率调节2个通道：输出电压，中频调节。 4主要软件功能设计？该系统的软件部分包括PLC侧的测控软件和主机的触摸屏操作界面。 PLC部分负责传感器组的模拟信号的收集，开关量的逻辑控制，通过D / A模块的中频电源的功率调整以及与触摸屏的通信。其中，最多有45个系统温度监控点。为了减少A / D模块的数量并降低系统成本，选择了具有单个总线接口的数字温度传感器DS18b20来实现温度采集，并通过Modbus通信协议与PLC进行通信。两者都提高了系统的速度和可靠性。还有另一篇文章详细介绍了这一部分。主机触摸屏系统的主要功能分为六个方面，即系统用户管理，警报参数设置，状态参数显示，烤箱过程控制，输出控制和系统数据管理等[5]。 ？系统用户管理：包括用户注册，用户登录，用户权限设置等。本系统将用户操作权限划分为三个级别，不同级别的用户具有不同的操作权限，以实现系统的多级管理并确保数据安全。 ？警报参数设置：包括系统压力限制设置，超压设置，电流限制设置，过电流设置，水压设置，水温设置，最大输出功率设置等。对于不同容量的熔炉，可以设置一组不同的警报参数设置，从而提高了系统的可伸缩性。 ？状态参数显示：包括工作参数和报警信息的显示。主要工作参数包括中频电源AC-DC-AC三个环节的进线电压和进线电流，输出环节的功率和频率，进水温度，进水压力和出水温度冷却系统和各种辅助设备的运行状态。当以上工作参数超过或下降时低于预设值范围时，系统会自动切换到相应的警报界面。警报信息状态指示器可以实时准确地在触摸屏上闪烁。烤箱过程控制：烤箱过程控制是指操作员根据烤箱加热曲线调整炉体温度的过程。烤箱过程曲线为水平轴，加热时间为垂直轴。实时曲线。通过调节中频电源的输出功率来实现温度调节。 PLC控制系统给出一系列数字控制结果，然后通过D / A模块将其转换为相应的模拟信号，然后通过适当的放大驱动电路来调节功率。 ？输出控制：包括设备的主电源控制和辅助设备的控制。当通过编程异常警告系统时，要求自动关闭主电源。能量存储动作，打开和关闭动作，喷雾启动和停止，风扇和泵启动和停止控制等。系统数据管理：熔炼记录和系统故障记录存储在自定义数据库中，可随时调用以供参考时间。系统数据信息可以自动生成Excel格式的表格数据，并通过串行端口导出到外部存储设备。 5系统运行效果如何？铸造中该系统的实际操作控制界面和动力柜温度检查界面分别如图4和图5所示。实际结果表明，该系统操作简单，减轻了工人的劳动强度，提高了冶炼过程的自动化水平，实现了对炉膛负荷功率的控制，显着提高了炉体的使用寿命和金属冶炼的质量。 ，并增强了熔炼过程的动态性和稳态性能。 ???图4？操作控制界面图5？动力柜温度检查接口？相关产品详细信息页：100