[其他]控制晶閘管中頻電源的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85101943
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85101943A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧逸新;蔣黔麟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M5/443
• 分類號(hào): H02M5/443
• 代理公司: 浙江大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 韓介梅

本發(fā)明為控制和調(diào)節(jié)電量的裝置。

目前，晶閘管中頻電源控制系統(tǒng)由晶體管和小規(guī)模集成電路構(gòu)成。這種控制系統(tǒng)雖能完成必需的控制功能，但還存在著不足之處：

①不能自動(dòng)調(diào)節(jié)中頻電源輸出功率，既不能使電源輸出功率為恒值，也不能使電源輸出功率按某一設(shè)定規(guī)律變化;

②并聯(lián)負(fù)載直流阻抗較低時(shí)，中頻電源起動(dòng)成功率無(wú)保證。起動(dòng)成功率有賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)。起動(dòng)需要專門的較為復(fù)雜的設(shè)備;

③無(wú)自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載諧振電容的能力，因而延緩熔煉時(shí)間，消耗電能較多;

④操作較為復(fù)雜。電源運(yùn)行參數(shù)由常規(guī)儀表顯示，不夠直觀;

⑤控制系統(tǒng)元器件及接插點(diǎn)較多;

⑥控制系統(tǒng)成本較高。

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一種專用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并用其控制晶閘管中頻電源。由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以具有更強(qiáng)的控制功能，可以具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功率和自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載諧振電容的能力，可以具有很好的起動(dòng)性能，可以采用屏幕顯示運(yùn)行參數(shù)，可以使系統(tǒng)操作更為簡(jiǎn)便，可降低成本，可提高中頻電源的自動(dòng)化程度。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

本系統(tǒng)的框圖如圖1所示。它由以二片微處理器為核心的主控板和一塊屏幕顯示控制板構(gòu)成。圖1中虛線框內(nèi)所示的部分為主控板。圖中1、9為微處理器，2、10為固化了程序的EPROM，3、11為計(jì)數(shù)定時(shí)器，4、12為并行輸入/輸出接口，5、6、13為輸出接口，7為輸入接口，8為A/D轉(zhuǎn)換器，14、15、16為功率放大電路板，17為屏幕顯示控制板，101、102、103、104、105、106為電容調(diào)節(jié)控制信號(hào)，107、108、109、110、111、112為整流橋觸發(fā)控制信號(hào)，113、114、115、116為逆變橋觸發(fā)控制信號(hào)，117為預(yù)磁電阻接觸器控制信號(hào)，201為過(guò)電壓信號(hào)，202為過(guò)電流信號(hào)，203為工作方式設(shè)置信號(hào)，204為設(shè)置功率允許信號(hào)，205為檢測(cè)選擇信號(hào)，206和207為儲(chǔ)備時(shí)間增值信號(hào)，208為逆變跟蹤信號(hào)，209為電源起動(dòng)信號(hào)，210為電源停機(jī)信號(hào)，211為功率設(shè)置信號(hào)，212為直流電流檢測(cè)信號(hào)，213為直流電壓檢測(cè)信號(hào)，214為工頻電源同步信號(hào)。

主控板由兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)組成。由1、2、3、4、5、6、7、8構(gòu)成第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它的功能為：三相橋式全控整流橋的觸發(fā)控制、電源的功率調(diào)節(jié)、限壓和限流、負(fù)載諧振電容器的調(diào)節(jié)控制、電源運(yùn)行方式（功率調(diào)節(jié)的手動(dòng)方式或自動(dòng)方式）的確定、過(guò)壓和過(guò)流信號(hào)的檢測(cè)及保護(hù)控制、接受電源的起動(dòng)和停機(jī)命令以及對(duì)屏幕顯示控制板的編程和刷新。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的工作程序（2K字節(jié)）固化于2中。第二臺(tái)計(jì)算機(jī)由9、10、11、12、13構(gòu)成。逆變器的自動(dòng)調(diào)頻、逆變橋引前觸發(fā)角的微調(diào)、逆變橋的觸發(fā)控制和逆變器的起動(dòng)由它來(lái)完成。第二臺(tái)計(jì)算機(jī)的程序（0.5K字節(jié)）固化在10中。4和12間的聯(lián)絡(luò)線完成兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通訊，以使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。

控制系統(tǒng)上電后，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)將對(duì)程序和部分硬件進(jìn)行自檢，如正常則在屏幕上顯示“可開(kāi)機(jī)”，等待起動(dòng)命令。操作員按下起動(dòng)按鈕，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)均執(zhí)行起動(dòng)程序。當(dāng)起動(dòng)完成后，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)執(zhí)行正常的運(yùn)行程序。

本系統(tǒng)可使中頻電源工作于“手動(dòng)”或“自動(dòng)”這二種運(yùn)行方式。當(dāng)電源工作于“自動(dòng)”運(yùn)行方式時(shí)，在輸出電壓和輸出電流允許范圍內(nèi)，不管負(fù)載實(shí)際阻抗和三相交流電源電壓如何變化，中頻電源均能按預(yù)置的“設(shè)定功率”輸出恒定功率。當(dāng)負(fù)載阻抗過(guò)低或過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)用調(diào)節(jié)電容器來(lái)改變負(fù)載阻抗，使中頻電源在負(fù)載變化較大時(shí)仍能輸出恒定功率。

當(dāng)中頻電源工作于“手動(dòng)”方式時(shí)，則按目前中頻電源所采用的常規(guī)方式運(yùn)行。

逆變觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)入自激工作狀態(tài)后，采用恒儲(chǔ)備時(shí)間原則的觸發(fā)工作制。逆變觸發(fā)引前時(shí)間考慮了由簡(jiǎn)單運(yùn)算而得的逆變橋?qū)崟r(shí)換流時(shí)間。考慮到逆變晶閘管關(guān)斷時(shí)間定額的差異，設(shè)置了兩只儲(chǔ)備時(shí)間增值微調(diào)開(kāi)關(guān)（+4微秒，+8微秒）。

系統(tǒng)每隔20毫秒對(duì)電流和直流電壓測(cè)量一次，并計(jì)算出中頻電壓值，將電流和電壓限止在一定范圍內(nèi)。

本系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)中頻電壓瞬時(shí)值和直流電流值進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)它們到達(dá)保護(hù)閥值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)程序。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)把整流移相控制角拉至150°，使整流橋進(jìn)入有源逆變工作狀態(tài)。與此同時(shí)，第二臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)四只逆變晶閘管同時(shí)發(fā)出為期10毫秒左右的脈沖列。

整機(jī)接受停機(jī)命令時(shí)，系統(tǒng)也進(jìn)入保護(hù)程序。

①本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)中頻電源輸出功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)：