[發明專利]一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節裝置及方法

有效

• 申請號: 201710119521.2
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN107092299B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 鄭魯平;陳連忠;林國勝;陳海群
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G05F1/66
• 分類號: G05F1/66;G05B19/05;H02M7/02;G01N25/02;G01N25/00;G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

1.一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節裝置，其特征在于：包括PLC數據運算控制器、PLC數據采集模塊、PLC輸出控制模塊、電壓轉光纖模塊、光纖轉電壓模塊、電壓轉換模塊、高頻感應電源控制電路和柵極電壓電流測量模塊；

上位機將電源功率值賦給PLC數據運算控制器，PLC數據運算控制器將電源功率值轉換為直流電壓信號，將直流電壓信號傳遞給PLC輸出控制模塊，PLC輸出控制模塊將直流電壓信號輸出給電壓轉光纖模塊，電壓轉光纖模塊將電壓信號轉換為光信號，光信號經遠距離傳輸至光纖轉電壓模塊，光纖轉電壓模塊將接收到的光信號轉換為原電壓信號，將原電壓信號傳輸給電壓轉換模塊，電壓轉換模塊將原電壓信號轉換為高頻感應電源控制電路所使用的0～-12V直流電壓控制信號，將0～-12V直流電壓控制信號傳輸給高頻感應電源控制電路，作為高頻感應電源控制電路的放大信號，調節1MW高頻感應電源輸入端電壓、電流至對應的工作電壓、電流，進而控制高頻感應電源功率的升降；

柵極電壓電流測量模塊實時對高頻感應電源對應的工作電壓、電流進行測量，并將電壓、電流測量值反饋給PLC數據采集模塊，PLC數據采集模塊將電壓、電流測量值傳輸給PLC數據運算控制器，PLC數據運算控制器將電壓、電流測量值與電源功率值比較，如果誤差高于0.1％，則PLC數據運算控制器根據差值重新調整直流電壓信號輸出，直至將電源輸出功率誤差控制在0.1％以內。

2.如權利要求1所述的一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節裝置，其特征在于，高頻感應電源控制電路包括主振蕩線圈、振蕩回路和柵極反饋線圈，振蕩回路將0～-12V直流電壓控制信號通過主振蕩線圈逐級放大至1MW高頻感應電源對應的工作電壓、電流，并通過柵極反饋線圈反饋至柵極電壓電流測量模塊。

3.如權利要求1所述的一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節裝置，其特征在于，高頻感應電源工作電壓、電流經高頻感應電源控制電路調節后，工作電壓通過整流和升頻振蕩，供高頻感應加熱器生成高溫等離子體，進行熱燒蝕試驗。

4.如權利要求1所述的一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節裝置，其特征在于，直流電壓信號為0～10V。

5.如權利要求1所述的一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節裝置，其特征在于，電壓轉換模塊中的模塊電源、信號輸入和信號輸出采用三點隔離方式，隔離電壓≥2000V。

6.一種1MW高頻感應電源功率的遠程調節方法，其特征在于：具體步驟為：

(1)控制給定：將電源功率值賦給PLC數據運算控制器，PLC數據運算控制器將電源功率值轉換為直流電壓信號，將直流電壓信號傳遞給PLC輸出控制模塊；

(2)光纖傳輸及轉換：PLC輸出控制模塊將直流電壓信號輸出給電壓轉光纖模塊，電壓轉光纖模塊將電壓信號轉換為光信號，光信號經遠距離傳輸至光纖轉電壓模塊，光纖轉電壓模塊將接收到的光信號轉換為原電壓信號，將原電壓信號傳輸給電壓轉換模塊；

(3)高頻感應電源功率控制：電壓轉換模塊將原電壓信號轉換為高頻感應電源控制電路所使用的0～-12V直流電壓控制信號，將0～-12V直流電壓控制信號傳輸給高頻感應電源控制電路，作為高頻感應電源控制電路的放大信號，調節1MW高頻感應電源輸入端電壓、電流至對應的工作電壓、電流，進而控制高頻感應電源功率的升降；

(4)高頻感應電源電壓、電流反饋監測：柵極電壓電流測量模塊實時對高頻感應電源對應的工作電壓、電流進行測量，并將電壓、電流測量值反饋給PLC數據采集模塊；

(5)高頻感應電源電壓、電流運行再調節控制：PLC數據采集模塊將電壓、電流測量值傳輸給PLC數據運算控制器，PLC數據運算控制器將電壓、電流測量值與電源功率值比較，如果誤差高于0.1％，則PLC數據運算控制器根據差值，調整直流電壓信號輸出，重復步驟(1)～(4)，直至將電源輸出功率誤差控制在0.1％以內。