[發明專利]一種鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源的穩壓方法

有效

• 申請號: 201210445191.3
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102916589A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 許勝;戴明生;王長來;李元貴
• 申請（專利權）人: 揚州博爾特電氣技術有限公司
• 主分類號: H02M5/00
• 分類號: H02M5/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及供電電源技術領域，特別涉及一種大功率中頻加熱電源的電壓穩定方法。

背景技術

鍍錫板在冷軋低碳薄鋼板兩面鍍有純錫層，由于具有良好的強度、成型性、耐蝕性、表面富有光澤、易著色印刷以及無毒等優點，而被廣泛用于食品工業制罐、制盒、制瓶蓋及各種容器、包裝材料。當前，世界鍍錫板年產量約4000多萬噸，占世界鋼材總生產量的1.54%～1.75%，我國在進人21世紀后，鍍錫板產量逐年增加。

電鍍錫軟熔系統是電鍍錫表面處理工藝的關鍵環節，其實質就是對錫層進行加熱，使鋼體與錫層之間產生一層薄薄的合金層，增強錫層的附著能力，并形成光亮的表面。通過軟熔工藝，可以改善鍍錫板的表面形態，提高鍍錫板的焊接性能和耐腐蝕性。目前，高壓中頻電源由于具有輸入功率因數高、電流諧波少、無需功率因數補償和諧波抑制、裝置工作效率高以及軟熔電壓頻率可變等諸多優點而被作為電阻軟熔加熱電源的首選。電阻加熱軟熔技術的基本原理是通過在導電輥兩端施加交流電壓，從而在帶鋼內部形成交流電流，利用帶鋼本身的電阻產生熱量，對錫層進行加熱。因此，導電輥電壓控制顯得尤為重要，如果電壓控制不當，容易引起欠軟熔、過燒，甚至燒斷斷帶。

然而，實際生產過程中，由于電網系統電壓波動的存在，勢必會造成裝置輸出電壓的波動。為此，必須增加電源輸出電壓反饋控制回路，以抑制電網電壓的擾動，提高控制系統的動態品質，保證輸出電壓的穩定。由于加熱電源為單相電源，因此常規的電壓檢測通常存在兩種方法：第一種方法：采用方均根的有效值計算方法，此種算法由于需要一個周波的累積計算，才能正確反映檢測電壓信號的變化情況，響應速度慢。第二種方法：利用此單相電壓構造出對稱的三相電壓信號，然后再利用基于瞬時無功功率理論的實時檢測方法求取電壓有效值，該算法看似利用了瞬時無功功率理論而具有較快的響應速度，但實際上由于在構造三相電壓時存在了至少90°的延時，因此，實際上對動態響應速度并沒有太大改善。如果電網系統電壓波動速度較快，采用上述兩種算法，由于響應速度慢，會造成加熱電源輸出電壓的震蕩，最終影響鍍錫板軟熔鍍錫的品質。

發明內容

本發明的目的是提供一種鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源的穩壓方法，以解決鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源的交流側輸出電壓檢測的實時性問題，使電壓反饋控制的動態響應速度快及電壓穩定性好，提高鍍錫板軟熔鍍錫的品質。

本發明的目的是這樣實現的：一種鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源的穩壓方法，包括如下步驟：

1）采樣：按設定的采樣頻率檢測鍍錫軟熔加熱電源的交流側輸出電壓瞬時值，設為u，另設其有效值為U；

2）構造三相不對稱電壓：????????????????????????????????????????????????、、；

3）運用dq0同步坐標變換，將步驟2）中的三相電壓從abc坐標系變換到dq0坐標系中，變換矩陣為C，式中ω為與u_a同步的角頻率：

；

4）設變換后dq0坐標系中的電壓為u_d、u_q，將u_d、u_q通過低通濾波器，濾除交流分量，獲得直流分量u_d⁺、u_q⁺，該直流分量對應三相電壓基波正序分量；

5）按照下式求取電源輸出電壓有效值：

?；

6）將步驟5）獲得的電壓有效值，反饋給電壓控制器，經與設定值比較運算后，電壓控制器輸出控制信號，通過PWM脈沖發生器，觸發鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源工作。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：該方法通過實時檢測出鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源輸出的單相電壓信號，將其運用到電源輸出電壓的反饋控制中，由于在構造三相不對稱電壓時，不存在相位移，相比較于現有構造三相對稱電壓或兩相正交電壓的檢測方法，本發明避免了至少90°的相移，因而具有較快的響應速度。該方法可消除電網電壓擾動，穩定電源輸出，其增強了電壓反饋控制的動態響應速度，提高了電壓控制的穩定性和精度，并最終提高鍍錫板軟熔鍍錫的品質。

附圖說明

圖1為運用對稱分量法求取三相電壓正序分量的向量圖。

圖2為單相電壓基波分量的實時檢測原理圖。

圖3為鍍錫軟熔大功率中頻加熱電源的輸出電壓反饋控制原理圖。

具體實施方式