一种串联谐振工效调整系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种串联谐振工效调整系统，包括主机、整流模块、触发模块、逆变模块、阻抗匹配器和采样模块；整流模块的输入端与三相电源连接，整流模块的输出端与逆变模块连接；主机与触发模块连接，触发模块与逆变模块连接，逆变模块与阻抗匹配器的输入端连接，阻抗匹配器的输出端与串联谐振电路连接，主机与采样模块连接，采样模块用于探测阻抗匹配器的输出端的电流。本实用新型专利技术的优点和有益效果在于：能够自动精准调节串联谐振电路的电压和电流的相位，使串联谐振电路的工作效率以及输出功率达到最佳状态，为企业节省了大笔开支；利用人机界面证工人能够实时获知当前串联谐振电路的工作效率和工作状态。

【技术实现步骤摘要】
一种串联谐振工效调整系统
本技术涉及电气控制领域，特别涉及一种串联谐振工效调整系统。
技术介绍
目前常用的感应加热系统分为负载串联谐振和负载并联谐振两种。根据逆变元件不同又分可控硅逆变、IGBT逆变、GTO逆变、MOS管逆变等几种。其中可控硅和GTO逆变电路因触发电路太负载和触发功率比较大、逆变频率不高、效率低等原因已逐渐淘汰。虽然MOS管逆变频率可以做的很高，驱动电路也相对简单，但是单个MOS管的电流不是很大，要做大功率的逆变电源需要多个MOS管并联，当多个MOS管并联时主回路和驱动电路都变的非常复杂，可靠性也会下降，所以MOS管只能适用于功率较小的逆变电源。IGBT的额定电流目前最大为3600A，驱动电路有成熟的配套方案，使用也比较简单，目前可以做到几百乃至上千千瓦。并联谐振采用可控硅作为整流电路，通过改变可控硅的导通角改变整流电压来调整功率，可控硅移相时对电网的污染非常严重，功率因数也很低，目前并联谐振也逐渐淘汰。目前多采用IGBT逆变的串联谐振电路对负载进行加热，然而，由于串联谐振采用改变频率调整功率，频率越高功率越小，频率越低功率越大，当实际工作频率与系统固有的谐振频率f0相等时为谐振状态，系统呈阻性，此时功率最大。对频率的调整范围必需要加以限制，实际工作频率不可以低于f0，否则负载呈容性状态，对于串联谐振来说是绝对不可以的，因为串联谐振为电压型谐振，电源为电压源，当负载呈容性时，对电源来说是短路的，电流会无穷大，会导致逆变回路永久性损坏。串联谐振对负载的适应范围不如并联谐振宽，需要严格的阻抗匹配才能使系统工作在最佳状态。用户对系统的实际工作情况并不了解，需要专业人士通过示波器或其它专业工具测量才能直到系统的工作情况，当用户的感应线圈或加热工件需要经常改变时，将导致串联谐振电路的阻抗发生改变，因此每次改变感应线圈和加热工件时，都需要请专业人士进行匹配，造成企业的生产成本极大提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种串联谐振工效调整系统。本技术方案利用主机通过触发模块控制逆变模块改变逆变模块输出的电压和电流的频率，使其与串联谐振电路的谐振频率匹配，进而使串联谐振电路的工作效率达到最佳状态；利用主机将增大或减小变压器的匝数比，使串联谐振工效调整系统与串联谐振电路的阻抗匹配，进而提高串联谐振电路的当前功率；调节精准、操作简单，因此，当与串联谐振电路连接的感应线圈或加热工件出现更换时，无需专业人士进行专门的阻抗匹配操作，仅通过主机控制逆变模块以及阻抗匹配器即可使该感应线圈和加热工件获得最大的功率，方便快捷，为企业节省了大笔开支；利用人机界面显示串联谐振电路的当前工作效率、电流波形图像和电压波形图像，以保证工人能够实时获知当前串联谐振电路的工作效率和工作状态。本技术中的一种串联谐振工效调整系统，用于调节串联谐振电路的工作效率和输出功率，包括主机、整流模块、触发模块、逆变模块、阻抗匹配器和采样模块；所述整流模块的输入端与三相电源连接，所述整流模块的输出端与所述逆变模块连接；所述主机与所述触发模块连接，所述触发模块与所述逆变模块连接，所述逆变模块与所述阻抗匹配器的输入端连接，所述阻抗匹配器的输出端与串联谐振电路连接，所述主机与采样模块连接，所述采样模块用于探测所述阻抗匹配器的输出端的电流。上述方案中，所述整流模块包括整流电路和滤波电路，所述整流电路的输入端与三相电源连接，所述整流电路的输出端分别与滤波电路和逆变模块连接。上述方案中，所述整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，所述整流电路的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述整流电路的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述二极管D1的正极和二极管D2的负极分别与第一输入端连接，所述二极管D3的正极和二极管D4的负极分别与第二输入端连接，所述二极管D5的正极和二极管D6的负极分别与第三输入端连接，所述二极管D1的负极、二极管D3的负极和二极管D5的负极分别与所述第一输出端连接，所述二极管D2的正极、二极管D4的正极和二极管D6的正极分别与所述第二输出端连接；所述滤波电路包括电容C1，所述电容C1的两端分别与第一输出端和第二输出端连接。上述方案中，所述采样模块包括一次侧线圈、二次侧线圈和铁芯；所述铁芯位于所述一次侧线圈内，所述一次侧线圈的两端分别与所述阻抗匹配器的输出端连接，所述阻抗匹配器的输出端向一次侧线圈输出电流；所述二次侧线圈与一次侧线圈相互感应并根据一次侧线圈内的电流变化形成行成交流电压信号。上述方案中，所述采样模块还包括电流整形滤波电路和绝对值电路；所述二次侧线圈的两端分别与所述绝对值电路连接，所述绝对值电路还与所述电流整形滤波电路连接，所述电流整形滤波电路与所述主机连接；所述二次侧线圈将交流电压信号输出至所述绝对值电路，所述绝对值电路将交流电压信号转化为直流电压信号，并输出至所述电流整形滤波电路，所述电流整形滤波电路对直流电压信号进行整形滤波，将模拟量的直流电压信号转变成能够实时反映当前阻抗匹配器输出电流的相位的电流逻辑信号，所述电流整形滤波电路还将电流逻辑信号转换为所述主机可识别的电流中断信号后，发送至所述主机；所述主机根据电流中断信号还原阻抗匹配器输出电流的波形，并形成电流波形图像。上述方案中，所述采样模块还包括电压采集模块和电压整形滤波电路，所述电压采集模块与所述触发模块连接，所述触发模块向所述电压采集模块输出开关信号，所述电压采集模块将所述电压信号输出至电压整形滤波电路，所述电压整形滤波电路将开关信号转变成能够实时反映当前阻抗匹配器输出电压的相位的逻辑信号，所述电压整形滤波电路还将电压逻辑信号转换为所述主机可识别的电压中断信号，并将电压中断信号发送至所述主机；所述主机根据电压中断信号还原阻抗匹配器输出电压的波形，并形成电压波形图像。上述方案中，所述逆变模块包括晶体管G1、G2、G3和G4；所述晶体管G1的集电极和晶体管G3的集电极分别与所述第一输出端连接，所述晶体管G1的发射极和晶体管G3的发射极分别与所述阻抗匹配器连接，所述晶体管G2的集电极和晶体管G4的集电极分别与所述阻抗匹配器连接，所述晶体管G2的发射极和晶体管G4的发射极分别与所述第二输出端连接；所述晶体管G1、G2、G3和G4分别为绝缘栅双极型晶体管，所述逆变模块为IGBT模块。上述方案中，所述触发模块分别与晶体管G1、G2、G3和G4的基极连接，所述触发模块为IGBT触发电路，所述主机为单片机；串联谐振工效调整系统还包括保护电路，所述保护电路与主机连接，用于保护主机。上述方案中，还包括人机界面，所述人机界面与所述主机连接。上述方案中，所述阻抗匹配器内具有变压器，所述变压器的初级线圈与阻抗匹配器的输入端连接，所述变压器的次级线圈与所述阻抗匹配器的输出端连接。本技术的优点和有益效果在于：本技术提供一种串联谐振工效调整系统，能够自动精准调节串联谐振电路的电压和电流的相位，使串联谐振电路的工作效率以及输出功率达到最佳状态；当与串联谐振电路连接的感应线圈或加热工件出现更换时，无需专业人士进行专门的阻抗匹配操作，仅通过主机控制逆变模块以及阻抗匹配器即可使该感应线圈和加热工件获得最大的功率，方便快捷，为企业节省了大笔开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联谐振工效调整系统，用于调节串联谐振电路的工作效率和输出功率，其特征在于，包括主机、整流模块、触发模块、逆变模块、阻抗匹配器和采样模块；所述整流模块的输入端与三相电源连接，所述整流模块的输出端与所述逆变模块连接；所述主机与所述触发模块连接，所述触发模块与所述逆变模块连接，所述逆变模块与所述阻抗匹配器的输入端连接，所述阻抗匹配器的输出端与串联谐振电路连接，所述主机与采样模块连接，所述采样模块用于探测所述阻抗匹配器的输出端的电流。

【技术特征摘要】
1.一种串联谐振工效调整系统，用于调节串联谐振电路的工作效率和输出功率，其特征在于，包括主机、整流模块、触发模块、逆变模块、阻抗匹配器和采样模块；所述整流模块的输入端与三相电源连接，所述整流模块的输出端与所述逆变模块连接；所述主机与所述触发模块连接，所述触发模块与所述逆变模块连接，所述逆变模块与所述阻抗匹配器的输入端连接，所述阻抗匹配器的输出端与串联谐振电路连接，所述主机与采样模块连接，所述采样模块用于探测所述阻抗匹配器的输出端的电流。2.根据权利要求1所述的一种串联谐振工效调整系统，其特征在于，所述整流模块包括整流电路和滤波电路，所述整流电路的输入端与三相电源连接，所述整流电路的输出端分别与滤波电路和逆变模块连接。3.根据权利要求2所述的一种串联谐振工效调整系统，其特征在于，所述整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，所述整流电路的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述整流电路的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述二极管D1的正极和二极管D2的负极分别与第一输入端连接，所述二极管D3的正极和二极管D4的负极分别与第二输入端连接，所述二极管D5的正极和二极管D6的负极分别与第三输入端连接，所述二极管D1的负极、二极管D3的负极和二极管D5的负极分别与所述第一输出端连接，所述二极管D2的正极、二极管D4的正极和二极管D6的正极分别与所述第二输出端连接；所述滤波电路包括电容C1，所述电容C1的两端分别与第一输出端和第二输出端连接。4.根据权利要求3所述的一种串联谐振工效调整系统，其特征在于，所述采样模块包括一次侧线圈、二次侧线圈和铁芯；所述铁芯位于所述一次侧线圈内，所述一次侧线圈的两端分别与所述阻抗匹配器的输出端连接，所述阻抗匹配器的输出端向一次侧线圈输出电流；所述二次侧线圈与一次侧线圈相互感应并根据一次侧线圈内的电流变化形成行成交流电压信号。5.根据权利要求4所述的一种串联谐振工效调整系统，其特征在于，所述采样模块还包括电流整形滤波电路和绝对值电路；所述二次侧线圈的两端分别与所述绝对值电路连接，所述绝对值电路还与所述电流整形滤波电路连接，所述电流整形滤波电路与所述主机连接；所述二次侧线圈将交流电压信号输出至所述绝对值电路，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，
申请(专利权)人：上海国龙仪器仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31