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KGPS中頻電源的四種頻率自動跟蹤方式

作者單位：中頻爐 2012年12月9日

    KGPS中頻電源的四種頻率自動跟蹤方式
    由于中頻電源的大多數負載的電參數是變化的，象熔煉等其電參數在熔煉過程中變化很大，采用它激方法無法保證系統可靠運行，只有采用自激方式，觸發信號來自負載端，這樣觸發頻率就受控于負載端一頻率跟蹤。
    一．定時自動調頻
    瞬時值調頻方式。所謂定時調頻是指在整個工作過程中，電源保持引前時間tf為恒值。因為在穩態下，換流時間所占比例較小，主要是反壓時間tβ，因此，若在工作過程中維持tf不變，則tβ﹥tq能保持tβ﹥tq。
    實現上述設想的關鍵是選擇合適的控制信號負載電壓UH是一個合理信號，因為它能反應負載頻率的變化。而且觸發信號要在UH過零前tf時間產生，選擇就有了UH過零的時標。為了在UH過零之前tf時間發出脈沖，就需要另外一個比較信號，選擇直流信號Uk作為比較信號是不妥當的，因為它不能在UH的正負半周中都產生交點，采用CH電容中電流ic（即圖4-4a中的信號電壓u1）作為比較信號則是合理的，它既與UH頻率相同并引前90°，故每半周都與有一交點，而且電流有效值為：IC=ωCHUH(4-9)
    即IC隨UH而變化。，設t=T/2在附近較窄的時間區間中，UH可近似認為是線性變化，即在點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Uk=UH+ (tf /CH) ic，(4-13) Uk=T/2在附近有定義域，在Uk=0的時刻（t=t1+(nT)/2,n為正整數產生觸發脈沖，就能保證電源以恒定的引前時間tf工作。
    定時移相線路采用中頻電壓和電容電流兩個信號，需要PT和CT兩種互感器；用天熔煉時，在熔煉初期，負載阻抗，換流時間比較長，反壓時間tβ便相應縮短，要求有較大的；熔煉后期，由于頻率增加，觸發引前角Ô=ωti增大，使輸出電壓過高，又要降低tf值，這樣在整個熔煉過程中tf的給定值需要調整，操作不方便。
    二．移相調頻
    瞬時值方式。將負載電壓UH經RC電路移相。引前角Ô的數值取決于線路參數和工作頻率：Ô=tg-11/2πfRC（4-14）改變R的數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）采用阻容相其信號比較簡單，只用一個電壓信號，其缺點是引前時間受工作頻率的影響。
    三．定角調頻
    瞬時值方式。所謂定角是指工作過程中保持觸發引前角Ô為恒值。其工作原理如圖4-7所示。負載電壓UH經電壓互感器PT和整流器CZ將信號變成脈動電壓加到電位計RW上，其中u1為主控信號，比較信號u2從RW的動端取出，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，其交點在u1過零前Ô角處。由圖4-7b可見，u1峰值為U2m=R2/ (R1 +R2)U1m=A U1m（4-16）式中A為分壓系數。設u1為正弦波，則U2m= U1msin-1Ô（4-17）比較是和，應有Ô=sin-1A（4-18）上式表明，引前角Ô僅取決于分壓系數A，而與信號幅度和工作頻率無關，故能在工作過程中維持為Ô恒值，調整RW的動端位置，即可獲得所需引前角Ô。
    定角調頻線路輸入阻抗高，抗干擾能力差，對輸入信號有一定要求。
    四．恒反壓時間調頻
    平均值控制方式，信號-脈沖轉換壓頻轉換電路實現，它是一種自激振蕩電路，其出脈沖重復頻率受控于入端直流電壓，因而這實際上是一種數變換器。前述的幾調頻方式都不能保證工作過程中反壓時間為tβ恒值，而調頻電路最根本的任務也是在套作用下設法維持逆變電路的正常工作條件，即tβm﹥tβ﹥tq(4-19)式中tq為可控硅元件的關斷時間，tβm為容許的最高反壓時間（其數值取決于元件和負載電容器的電壓量）。據此，若選擇反壓時間tβ=tβo以滿足式（10-1）并在運行中維持定，這將使逆變電路的可靠性大為提高。這種調頻方式稱為恒反壓時間調頻方式。這是一個較為理想的方式。
    采用恒反壓時間調頻方式的逆變觸發電路方框圖如圖4-8所示。1。反壓時間給定。2。壓頻轉換電路，3。分頻電路，4。5脈沖整形功效電路，6。tβ實際檢測電路，7。tβ調節電路，8。PI調節器
    中頻爐：http://www.wcdlsb.com/

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