大功率串聯(lián)諧振中頻電源監(jiān)控系統(tǒng)|

？它是研發(fā)和生產(chǎn)串聯(lián)諧振的專(zhuān)業(yè)制造商。我公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設(shè)備在業(yè)界得到了廣泛的贊譽(yù)，并努力打造最權(quán)威的“串聯(lián)諧振”高壓設(shè)備供應(yīng)商。大功率感應(yīng)加熱電源具有加熱速度快，工件加載均勻，非接觸加熱，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，在淬火，熔深等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在制造業(yè)和冶金行業(yè)。加熱，熔化，保溫，釬焊和燒結(jié)。隨著感應(yīng)加熱理論和感應(yīng)加熱裝置的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。 1系列諧振逆變器拓?fù)?？感?yīng)加熱功率通常由主電路，控制電路及其保護(hù)電路框圖組成，如圖1所示。主電路包括整流電路，濾波電路，逆變器電路和負(fù)載電路。三相工頻電流由整流器整流，再由濾波器濾波，然后成為流入逆變器的直流直流，然后轉(zhuǎn)換成負(fù)載電路所需的中頻電流。 ???圖1？中頻電源結(jié)構(gòu)圖？逆變器電路的輸出直接為負(fù)載提供能量。當(dāng)中頻電流通過(guò)感應(yīng)線(xiàn)圈加熱工件時(shí)，其等效于電感器和電阻器。負(fù)載是感性的。為了提高功率因數(shù)和逆變器輸出頻率，一般采用補(bǔ)償電容法使負(fù)載補(bǔ)償后諧振工作。在頻率上。根據(jù)補(bǔ)償電容器和感應(yīng)加熱線(xiàn)圈之間的連接，功率逆變器電路可以分為兩種類(lèi)型：并聯(lián)諧振型和串聯(lián)諧振型。 ???圖2？串聯(lián)諧振逆變器的電路結(jié)構(gòu)如何？串聯(lián)諧振逆變器電路如圖2所示，它將串聯(lián)使用補(bǔ)償電容器和感應(yīng)線(xiàn)圈（等效電阻和電感）作為逆變器橋的負(fù)載。由于補(bǔ)償電容器的值較大，因此可以認(rèn)為逆變器輸入端的電壓是恒定的。交替打開(kāi)和關(guān)閉逆變器上的可控組件可以在逆變器的輸出端獲得交變的方波電壓[1]。當(dāng)串聯(lián)逆變器采用適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｊ綍r(shí)，由于開(kāi)關(guān)損耗很小，因此它可以具有較寬的工作頻率范圍。因此，串聯(lián)逆變器解決方案在半導(dǎo)體高頻感應(yīng)加熱電源中受到了更多關(guān)注。在加熱和熔化金屬裝料的過(guò)程中，負(fù)載等效參數(shù)和自然共振頻率會(huì)因溫度變化和裝料熔化而發(fā)生變化。為了提高電源效率，串聯(lián)逆變器應(yīng)始終在功率因數(shù)接近或等于1的準(zhǔn)諧振狀態(tài)下工作。這要求逆變器的輸出頻率可以跟隨變頻器的固有頻率。負(fù)載以實(shí)現(xiàn)逆變器設(shè)備的零電流開(kāi)關(guān)?；蛄汶妷洪_(kāi)關(guān)。本文中使用的PWM頻率跟蹤方法對(duì)負(fù)載的電壓和電流波形進(jìn)行采樣，根據(jù)過(guò)零的位置獲得電壓和電流之間的相位差，并獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)以進(jìn)行調(diào)整逆變器的工作頻率，提高感應(yīng)爐的功率因數(shù)。 2系統(tǒng)硬件組成？感應(yīng)加熱系統(tǒng)由感應(yīng)爐主體，中頻電源，PLC控制柜和觸摸屏HMI組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示：圖3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖？感應(yīng)爐主體是工件加熱的主體。它是一個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈，纏繞在由耐火材料制成的坩堝周?chē)?。熔融金屬裝在坩堝中。當(dāng)向線(xiàn)圈施加交流電源時(shí)，金屬電荷的內(nèi)部在交變磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生渦流效應(yīng)和磁滯損耗，從而產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)加熱和冶煉的目的[2]。 ？中頻電源通過(guò)“ AC-DC-AC”方法向感應(yīng)爐供電，其輸出中頻電流頻率在300Hz?20KHz之間。它是感應(yīng)加熱系統(tǒng)的主要部分，也是主要的監(jiān)視對(duì)象。 PLC是整個(gè)系統(tǒng)的核心單元。它的功能是收集并完成所有模擬和數(shù)字處理。它負(fù)責(zé)爐體的溫度收集，中頻電源的供電以及加熱過(guò)程的控制，并實(shí)現(xiàn)與主機(jī)觸摸屏HMI的通信。觸摸屏HMI是系統(tǒng)中人機(jī)交互的監(jiān)視終端。它不僅可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，還可以修改系統(tǒng)的工作參數(shù)并通過(guò)觸摸按鈕向設(shè)備提供操作說(shuō)明。它還可以自動(dòng)發(fā)送系統(tǒng)的警報(bào)信息，歷史和趨勢(shì)信息存儲(chǔ)在自定義數(shù)據(jù)庫(kù)中。 3監(jiān)控系統(tǒng)功能？ 3.1主要監(jiān)測(cè)參數(shù)？系統(tǒng)電壓和電流檢測(cè)參數(shù)總共為10個(gè)通道，包括2個(gè)輸入線(xiàn)電壓，2個(gè)輸入線(xiàn)電流，2個(gè)DC電壓，2個(gè)DC電流，1個(gè)中頻電壓和1個(gè)中頻。當(dāng)前。系統(tǒng)溫度檢測(cè)包括：電源冷卻水入口溫度1通道，電爐冷卻水入口溫度1通道，電爐溫度6通道，晶閘管冷卻溫度25通道，諧振電容器冷卻溫度12通道，共45通道。 ？狀態(tài)量檢測(cè)信號(hào)有：電源故障，水泵故障，噴霧泵故障，風(fēng)扇故障，冷卻水壓力水平，Y相損耗，D相故障，Y過(guò)電流，D過(guò)電流檢測(cè)等9個(gè)通道。 3.2主要控制參數(shù)共有10個(gè)啟動(dòng)輸出量，包括控制電源的啟動(dòng)，能量存儲(chǔ)動(dòng)作，關(guān)閉動(dòng)作，打開(kāi)動(dòng)作，噴霧啟動(dòng)和停止，風(fēng)扇啟動(dòng)和停止，泵啟動(dòng)和停止等。 ？功率輸出功率調(diào)節(jié)2個(gè)通道：輸出電壓，中頻調(diào)節(jié)。 4主要軟件功能設(shè)計(jì)？該系統(tǒng)的軟件部分包括PLC側(cè)的測(cè)控軟件和主機(jī)的觸摸屏操作界面。 PLC部分負(fù)責(zé)傳感器組的模擬信號(hào)的收集，開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，通過(guò)D / A模塊的中頻電源的功率調(diào)整以及與觸摸屏的通信。其中，最多有45個(gè)系統(tǒng)溫度監(jiān)控點(diǎn)。為了減少A / D模塊的數(shù)量并降低系統(tǒng)成本，選擇了具有單個(gè)總線(xiàn)接口的數(shù)字溫度傳感器DS18b20來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度采集，并通過(guò)Modbus通信協(xié)議與PLC進(jìn)行通信。兩者都提高了系統(tǒng)的速度和可靠性。還有另一篇文章詳細(xì)介紹了這一部分。主機(jī)觸摸屏系統(tǒng)的主要功能分為六個(gè)方面，即系統(tǒng)用戶(hù)管理，警報(bào)參數(shù)設(shè)置，狀態(tài)參數(shù)顯示，烤箱過(guò)程控制，輸出控制和系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理等[5]。 ？系統(tǒng)用戶(hù)管理：包括用戶(hù)注冊(cè)，用戶(hù)登錄，用戶(hù)權(quán)限設(shè)置等。本系統(tǒng)將用戶(hù)操作權(quán)限劃分為三個(gè)級(jí)別，不同級(jí)別的用戶(hù)具有不同的操作權(quán)限，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多級(jí)管理并確保數(shù)據(jù)安全。 ？警報(bào)參數(shù)設(shè)置：包括系統(tǒng)壓力限制設(shè)置，超壓設(shè)置，電流限制設(shè)置，過(guò)電流設(shè)置，水壓設(shè)置，水溫設(shè)置，最大輸出功率設(shè)置等。對(duì)于不同容量的熔爐，可以設(shè)置一組不同的警報(bào)參數(shù)設(shè)置，從而提高了系統(tǒng)的可伸縮性。 ？狀態(tài)參數(shù)顯示：包括工作參數(shù)和報(bào)警信息的顯示。主要工作參數(shù)包括中頻電源AC-DC-AC三個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)線(xiàn)電壓和進(jìn)線(xiàn)電流，輸出環(huán)節(jié)的功率和頻率，進(jìn)水溫度，進(jìn)水壓力和出水溫度冷卻系統(tǒng)和各種輔助設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)以上工作參數(shù)超過(guò)或下降時(shí)低于預(yù)設(shè)值范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到相應(yīng)的警報(bào)界面。警報(bào)信息狀態(tài)指示器可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地在觸摸屏上閃爍?？鞠溥^(guò)程控制：烤箱過(guò)程控制是指操作員根據(jù)烤箱加熱曲線(xiàn)調(diào)整爐體溫度的過(guò)程。烤箱過(guò)程曲線(xiàn)為水平軸，加熱時(shí)間為垂直軸。實(shí)時(shí)曲線(xiàn)。通過(guò)調(diào)節(jié)中頻電源的輸出功率來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。 PLC控制系統(tǒng)給出一系列數(shù)字控制結(jié)果，然后通過(guò)D / A模塊將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)姆糯篁?qū)動(dòng)電路來(lái)調(diào)節(jié)功率。 ？輸出控制：包括設(shè)備的主電源控制和輔助設(shè)備的控制。當(dāng)通過(guò)編程異常警告系統(tǒng)時(shí)，要求自動(dòng)關(guān)閉主電源。能量存儲(chǔ)動(dòng)作，打開(kāi)和關(guān)閉動(dòng)作，噴霧啟動(dòng)和停止，風(fēng)扇和泵啟動(dòng)和停止控制等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理：熔煉記錄和系統(tǒng)故障記錄存儲(chǔ)在自定義數(shù)據(jù)庫(kù)中，可隨時(shí)調(diào)用以供參考時(shí)間。系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息可以自動(dòng)生成Excel格式的表格數(shù)據(jù)，并通過(guò)串行端口導(dǎo)出到外部存儲(chǔ)設(shè)備。 5系統(tǒng)運(yùn)行效果如何？鑄造中該系統(tǒng)的實(shí)際操作控制界面和動(dòng)力柜溫度檢查界面分別如圖4和圖5所示。實(shí)際結(jié)果表明，該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了冶煉過(guò)程的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爐膛負(fù)荷功率的控制，顯著提高了爐體的使用壽命和金屬冶煉的質(zhì)量。 ，并增強(qiáng)了熔煉過(guò)程的動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)態(tài)性能。 ???圖4？操作控制界面圖5？動(dòng)力柜溫度檢查接口？相關(guān)產(chǎn)品詳細(xì)信息頁(yè)：100