[发明专利]电子束打孔机加速高压电源的控制方法及电源装置

权利要求书

1.电子束打孔机加速高压电源的控制方法，其特征在于：所述电源采用工频交流输入→低压整流滤波→高频逆变及脉宽调制调压→高频变压器升压→高压整流滤波的电流变换方式输出，采用双闭环控制方式实现输出高压自动稳定调节，其中所述双闭环控制方式的外环为电压环，内环为电流环；将高压给定信号与高压取样信号比较得到高压偏差信号，高压偏差信号送入高压调节器进行比例-积分运算后输出逆变器输入电流给定信号；逆变器输入电流给定信号与逆变器输入电流取样信号比较得到逆变器输入电流偏差信号，逆变器输入电流偏差信号送入电流调节器进行比例-积分运算后输出一控制信号，用电流调节器输出的控制信号送入逆变器驱动电路单元去调节逆变器输出电压波的占空比。

2.根据权利要求1所述的电子束打孔机加速高压电源的控制方法，其特征在于：还包括高频逆变波形的控制，逆变器驱动电路单元根据电流调节器输出的控制信号产生的脉宽调制波控制各逆变桥输出的矩形电压波等宽；逆变器驱动电路单元还生成逆变器中各功率开关管的驱动脉冲信号，控制各逆变桥的逆变相序，实现各逆变桥输出的电压波形的相位呈对称分布。

3.根据权利要求1所述的电子束打孔机加速高压电源的控制方法，其特征在于：还包括故障保护控制，即对加速高压电源运行过程中的高压取样信号、电子束流取样信号、逆变器输入电流取样信号和逆变器驱动电路单元产生的逆变桥桥臂上下开关功率管直通短路信号进行故障判别，上述任一故障产生，立即输出信号封锁逆变器的驱动脉冲、高压调节器和电流调节器的输出，并通过电子束打孔机总控单元实现加速高压电源的多重保护及整机逻辑连锁控制。

4.电子束打孔机加速高压电源装置，其特征在于：包括电网滤波器(1)、输入整流滤波电路单元(2)、逆变器(3)、高频高压变压器(4)、高压整流滤波电路单元(5)、高压放电扼流电路单元(6)、高压取样电路单元(7)、电子束流取样电阻(8)、逆变器输入电流检测电路单元(12)、逆变器驱动电路单元(15)和双闭环控制单元；电网滤波器(1)的输入端与三相电网相接，其输出送入输入整流滤波电路单元(2)中整流桥的交流输入侧；输入整流滤波电路单元(2)输出的平直的不可控直流电送入逆变器(3)各逆变桥的直流输入端；逆变器(3)包括至少2个逆变桥组成，每个逆变桥输出的脉宽可调的高频矩形波交流电送入与逆变桥相数相同的高频高压变压器(4)的初级绕组；每个高频高压变压器(4)次级绕组输出的高频高压电送入与高频高压变压器(4)相数相同的高压整流滤波电路单元(5)中高压整流桥的交流输入侧；多个高压整流桥输出经高压电容滤波后再串联或并联输出，高压整流滤波电路单元(5)输出的高压端接至高压放电扼流电路单元(6)，低压端经电子束流取样电阻(8)与大地相接，电子枪的阳极亦与大地相接；高压放电扼流电路单元(6)的输出接至电子枪的阴极；高压取样电路单元(7)并接于高压放电扼流电路单元(6)输出端与大地之间，输出的高压取样信号输入双闭环控制单元；逆变器输入电流检测电路单元(12)实时检测逆变器(3)直流输入电流值，并将其输出信号作为逆变器输入电流取样信号输入双闭环控制单元；双闭环控制单元产生控制信号送入逆变器驱动电路单元(15)的输入端；逆变器驱动电路单元(15)产生的驱动波形经隔离放大后分别接至逆变器中各个功率开关管的控制极，各个功率开关管的集电极有信号反馈回逆变器驱动电路单元(15)用于监控开关管工作状况；其中所述双闭环控制单元包括高压给定信号发生器(9)、电压环比较器(10)、高压调节器(11)、电流环比较器(13)和电流调节器(14)；高压给定信号发生器(9)的输出信号由计算机或可编程控制器数字设定后经数模转换产生或由模拟电路产生，高压给定信号发生器(9)的输出信号作为高压给定信号送入电压环比较器(10)；电压环比较器(10)同时接收高压取样电路单元(7)输出的高压取样信号，将高压给定信号与高压取样信号比较得到的高压偏差信号送入高压调节器(11)；高压调节器(11)为比例-积分调节器结构，将接收的高压偏差信号进行比例-积分运算后输出逆变器输入电流给定信号，逆变器输入电流给定信号送入电流环比较器(13)；电流环比较器(13)同时接收逆变器输入电流检测电路单元(12)输出的逆变器输入电流取样信号，将逆变器输入电流给定信号与逆变器输入电流取样信号比较得到逆变器输入电流偏差信号，逆变器输入电流偏差信号送入电流调节器(14)；电流调节器(14)为比例-积分调节器结构，将接收的逆变器输入电流偏差信号进行比例-积分运算后输出控制信号至逆变器驱动电路单元(15)的输入端去调节逆变器(3)输出电压波的占空比。