感應(yīng)加熱電源新技術(shù)分析
感應(yīng)加熱電源是一種低能耗、高效率的金屬材料加熱電源模塊,目前已經(jīng)在全球40余個得到了較廣的工業(yè)應(yīng)用。本文將會通過對感應(yīng)電源的電路結(jié)構(gòu)分析,進行傳統(tǒng)感應(yīng)電源的工作原理介紹,以便于工程師在對其工作原理進行研究的基礎(chǔ)上進行專業(yè)技術(shù)革新。
當(dāng)DSP芯片接收到相應(yīng)的電流電壓信號后,將會在內(nèi)部對電壓、電流等反饋信號分別進行A/D變換、保持,并通過數(shù)字乘法運算求出實際輸出功率與數(shù)字給定功率比較,對偏差進行數(shù)字PID控制。通過這一數(shù)字控制的方式,感應(yīng)加熱電源可以實現(xiàn)電源輸出功率的閉環(huán)控制和DPLL頻率跟蹤,故障檢測保護電路對缺水、過熱過壓、過流等故障實時監(jiān)控,由DSP故障處理子程序比較判斷后,以中斷方式處理各類故障、并報警顯示。各種調(diào)功方式的特點和適用場合
(1)晶閘管相控整流調(diào)壓調(diào)功
晶閘管相控整流技術(shù)是指通過調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角,使其輸出電壓值連續(xù)可調(diào),實現(xiàn)系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié),在感應(yīng)加熱系統(tǒng)中,一般采用三相橋式相控整流電路,如圖1-1所示。這種調(diào)功方式已經(jīng)比較成熟,成本較低。但是,晶閘管相控整流調(diào)壓電路在控制角較大的情況下,輸入功率因數(shù)很低,輸入電流波形為尖峰脈沖,諧波含量很高,對電網(wǎng)形成了較大的污染。而且晶閘管整流調(diào)壓電路的EMI非常大,對周邊的電氣設(shè)備以及自身的控制電路將產(chǎn)生較大干擾。因此,晶閘管相控整流電路一般應(yīng)用在早期的感應(yīng)加熱系統(tǒng)中。
(2)直流斬波調(diào)壓調(diào)功
直流斬波調(diào)壓調(diào)功是指在直流母線側(cè)采用降壓斬波電路,通過改變占空比D的大小來調(diào)節(jié)直流輸出電壓Ud,實現(xiàn)對輸出功率的調(diào)節(jié)。圖1-2所示為采用直流斬波調(diào)壓調(diào)功的感應(yīng)加熱電源的主電路。
該調(diào)功方式采用二極管不可控整流電路,和以前的晶閘管相控整流電路相比提高了電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù),減小了對電網(wǎng)的污染。但是Buck電路中的功率開關(guān)器件在接通和斷開時,在其器件上同時存在電壓和電流,損耗比較大,所以不適于應(yīng)用在高頻及大容量系統(tǒng)中。此外,由于感應(yīng)加熱電源需要增加額外的斬波電路及其相應(yīng)的控制回路,使得感應(yīng)加熱電源成本提高。
然而,傳統(tǒng)的感應(yīng)加熱電源由于大多型號采用的都是大電容無源濾波模式,所以很容易造成輸入電流畸變并對電網(wǎng)系統(tǒng)造成諧波污染,因此會導(dǎo)致輸入功率因數(shù)降低。同時,這種方式也不利于節(jié)約用電成本。因此,目前市面上已經(jīng)開始出現(xiàn)了具有DSP參數(shù)校正功能的新型加熱電源模塊。
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