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KGPS中頻電源的四種頻率自動(dòng)跟蹤方式
KGPS中頻電源的四種頻率自動(dòng)跟蹤方式
KGPS中頻電源 的四種頻率自動(dòng)跟蹤方式
由于中頻電源 的大多數(shù)負(fù)載的電參數(shù)是變化的，象熔煉等其電參數(shù)在熔煉過(guò)程中變化很大，采用它激方法無(wú)法保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，只有采用自激方式，觸發(fā)信號(hào)來(lái)自負(fù)載端，這樣觸發(fā)頻率就受控于負(fù)載端一頻率跟蹤。
一．定時(shí)自動(dòng)調(diào)頻
瞬時(shí)值調(diào)頻方式。所謂定時(shí)調(diào)頻是指在整個(gè)工作過(guò)程中，電源保持引前時(shí)間tf為恒值。因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)下，換流時(shí)間所占比例較小，主要是反壓時(shí)間tβ，因此，若在工作過(guò)程中維持tf不變，則tβ﹥tq能保持tβ﹥tq。
實(shí)現(xiàn)上述設(shè)想的關(guān)鍵是選擇合適的控制信號(hào)負(fù)載電壓UH是一個(gè)合理信號(hào)，因?yàn)樗芊磻?yīng)負(fù)載頻率的變化。而且觸發(fā)信號(hào)要在UH過(guò)零前tf時(shí)間產(chǎn)生，選擇就有了UH過(guò)零的時(shí)標(biāo)。為了在UH過(guò)零之前tf時(shí)間發(fā)出脈沖，就需要另外一個(gè)比較信號(hào)，選擇直流信號(hào)Uk作為比較信號(hào)是不妥當(dāng)?shù)模驗(yàn)樗荒茉赨H的正負(fù)半周中都產(chǎn)生交點(diǎn)，采用CH電容中電流ic（即圖4-4a中的信號(hào)電壓u1）作為比較信號(hào)則是合理的，它既與UH頻率相同并引前90°，故每半周都與有一交點(diǎn)，而且電流有效值為：IC=ωCHUH(4-9)
即IC隨UH而變化。，設(shè)t=T/2在附近較窄的時(shí)間區(qū)間中，UH可近似認(rèn)為是線性變化，即在點(diǎn)A有：UH(t1)/tf=dUH/dt(4-10)考慮到dUH/dt= ic/CH(4-11)則UH-(- tf /CH) ic =0(4-12)
tf
令函數(shù)Uk=UH+ (tf /CH) ic，(4-13) Uk=T/2在附近有定義域，在Uk=0的時(shí)刻（t=t1+(nT)/2,n為正整數(shù)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，就能保證電源以恒定的引前時(shí)間tf工作。
定時(shí)移相線路采用中頻電壓和電容電流兩個(gè)信號(hào)，需要PT和CT兩種互感器；用天熔煉時(shí)，在熔煉初期，負(fù)載阻抗，換流時(shí)間比較長(zhǎng)，反壓時(shí)間tβ便相應(yīng)縮短，要求有較大的；熔煉后期，由于頻率增加，觸發(fā)引前角Ô=ωti增大，使輸出電壓過(guò)高，又要降低tf值，這樣在整個(gè)熔煉過(guò)程中tf的給定值需要調(diào)整，操作不方便。
二．移相調(diào)頻
瞬時(shí)值方式。將負(fù)載電壓UH經(jīng)RC電路移相。引前角Ô的數(shù)值取決于線路參數(shù)和工作頻率：Ô=tg-11/2πfRC（4-14）改變R的數(shù)值就可以得到所需的Ô值。
采用單相阻容移相橋的電路如圖4-6所示。Ô=2tg-11/2πfRC（4-15）采用阻容相其信號(hào)比較簡(jiǎn)單，只用一個(gè)電壓信號(hào)，其缺點(diǎn)是引前時(shí)間受工作頻率的影響。
三．定角調(diào)頻
瞬時(shí)值方式。所謂定角是指工作過(guò)程中保持觸發(fā)引前角Ô為恒值。其工作原理如圖4-7所示。負(fù)載電壓UH經(jīng)電壓互感器PT和整流器CZ將信號(hào)變成脈動(dòng)電壓加到電位計(jì)RW上，其中u1為主控信號(hào)，比較信號(hào)u2從RW的動(dòng)端取出，并向電容C充電，由于阻隔二極管D的作用，u2保持為正弦峰值，u1和u2每半周比較一次，其交點(diǎn)在u1過(guò)零前Ô角處。由圖4-7b可見(jiàn)，u1峰值為U2m=R2/ (R1 +R2)U1m=A U1m（4-16）式中A為分壓系數(shù)。設(shè)u1為正弦波，則U2m= U1msin-1Ô（4-17）比較是和，應(yīng)有Ô=sin-1A（4-18）上式表明，引前角Ô僅取決于分壓系數(shù)A，而與信號(hào)幅度和工作頻率無(wú)關(guān)，故能在工作過(guò)程中維持為Ô恒值，調(diào)整RW的動(dòng)端位置，即可獲得所需引前角Ô。
定角調(diào)頻線路輸入阻抗高，抗干擾能力差，對(duì)輸入信號(hào)有一定要求。
四．恒反壓時(shí)間調(diào)頻
平均值控制方式，信號(hào)-脈沖轉(zhuǎn)換壓頻轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)，它是一種自激振蕩電路，其出脈沖重復(fù)頻率受控于入端直流電壓，因而這實(shí)際上是一種數(shù)變換器。前述的幾調(diào)頻方式都不能保證工作過(guò)程中反壓時(shí)間為tβ恒值，而調(diào)頻電路根本的任務(wù)也是在套作用下設(shè)法維持逆變電路的正常工作條件，即tβm﹥tβ﹥tq(4-19)式中tq為可控硅元件的關(guān)斷時(shí)間，tβm為容許的反壓時(shí)間（其數(shù)值取決于元件和負(fù)載電容器的電壓量）。據(jù)此，若選擇反壓時(shí)間tβ=tβo以滿足式（10-1）并在運(yùn)行中維持定，這將使逆變電路的可靠性大為提高。這種調(diào)頻方式稱為恒反壓時(shí)間調(diào)頻方式。這是一個(gè)較為理想的方式。
采用恒反壓時(shí)間調(diào)頻方式的逆變觸發(fā)電路方框圖如圖4-8所示。1。反壓時(shí)間給定。2。壓頻轉(zhuǎn)換電路，3。分頻電路，4。5脈沖整形功效電路，6。tβ實(shí)際檢測(cè)電路，7。tβ調(diào)節(jié)電路，8。PI調(diào)節(jié)器