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专利号: 2017112521925
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种感应加热校平机调功器恒电流及恒功率控制系统,其特征在于:包括主电路、驱动电路和控制电路,所述主电路、驱动电路和控制电路构成一个完整的闭环控制系统,所述控制电路通过由主电路采集的反馈量及用户设置的给定量经过运算及处理后,生成驱动信号输入到驱动电路,由驱动电路产生驱动脉冲控制主电路的开通及关断;

所述主电路包括压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路、滤波电路、调压斩波电路和RLC滤波电路;所述敏电阻过压钳位电路、三相整流电路、滤波电路、调压斩波电路和RLC滤波电路依次相连;所述调压斩波电路中设置有IGBT模块形成的全桥逆变电路;

所述控制电路包括控制面板、主控板和供电板;控制面板分别与主控板以及供电板相连,所述供电板与主控板相连;所述主控板串联在驱动电路上,所述驱动电路连接在压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路和滤波电路上形成调功器;所述驱动电路还连接在调压斩波电路中设置的IGBT模块全桥逆变电路上形成变频器;

所述调功器中的压敏电阻过压钳位电路、三相整流电路和滤波电路上设置有与主控板相连的缺相检测传感器;所述调压斩波电路上设置有与主控板相连的第一过流传感器和短路传感器;所述变频器中的全桥逆变电路上设置有与主控板相连的电压调节板;所述RLC滤波电路上的输入端设置有第二过流传感器,RLC滤波电路上的输出端设置有电流反馈传感器;

三相交流电进入调功器,通过三相桥式整流电路并经过电容滤波后,进入调压斩波电路,并通过该电路对整流滤波后的直流电进行PWM调制,改变其占空比,形成一电压值不断变化的矩形波直流电;

若选择恒电流模式,则选择电流反馈送至一运放,由RC组成的运算电路使给定量与反馈量进行比较后进行比例积分运算,将运算后的电压信号送至PWM调制芯片,由调制芯片生成脉冲宽度变化的PWM驱动信号,由主控板送至驱动电路,由驱动电路控制IGBT的通断,综上所述形成闭环回路;

若选择恒功率模式,则将送至主控板的电压反馈和电流反馈信号经过一模拟乘法器运算得一表示功率的模拟信号,将该信号送至另一RC组成的运算电路使给定量与反馈量进行比较后进行比例积分运算,将运算后的电压信号送至PWM调制芯片,由调制芯片生成脉冲宽度变化的PWM驱动信号,由主控板送至驱动电路,由驱动电路控制IGBT的通断,综上所述形成闭环回路;

当选择恒流控制模式,调功器外特性U‑I曲线呈陡降趋势;对于后级负载而言,其等效电阻较小,当加热头距工件较远时,其内阻减小至很小,接近于零,此时的功率几乎为零;当加热头逐渐靠近工件,负载等效电阻逐渐升高,功率逐渐增大,至距离为零时,等效电阻增加至最大,此时仍然处于歪特性曲线的恒流范围,因此在恒流控制模式下,调功器始终工作在恒流范围内;

在恒功率控制模式下,采用功率和电路复合反馈的控制方式,即:当电流较小时,通过调功器整流桥输出端的电位及控制PWM控制芯片及驱动芯片的死区时间设置进行电压的钳位;当电压较小时,采用电流作为反馈量,使电路工作在恒流状态,这样便有效防止了调功器电压或电流输出过大的情况。

2.根据权利要求1所述的一种感应加热校平机调功器恒电流及恒功率控制系统,其特征在于:所述全桥逆变主电路的输出端依次串联设置有同轴变压器和感应加热头;所述同轴变压器与感应加热头形成移动加热器。

3.根据权利要求1所述的一种感应加热校平机调功器恒电流及恒功率控制系统,其特征在于:所述缺相检测传感器、第一过流传感器、短路传感器和第二过流传感器向主控板传输故障信号;所述电流反馈传感器和电压调节板分别向主控板传输电流反馈信号和电压反馈信号。

4.根据权利要求1所述的一种感应加热校平机调功器恒电流及恒功率控制系统,其特征在于:所述RLC滤波电路包括共模电感、滤波电容和电阻。

5.根据权利要求1或2所述的一种感应加热校平机调功器恒电流及恒功率控制系统,其特征在于:所述调功器、变频器和移动加热器与PLC控制器相连,所述PLC控制器通过人机界面实现数据互换。