[实用新型]高速铁路扣件弹条加工用中频电源闭环控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对于弹条生产用的中频电源闭环控制，在弹条生产过程中，加入中频电源闭环控制，实现随着工件出炉温度的变化，自动调节中频电源的功率大小，进而达到温度稳定的功能。

背景技术

中频电源是一种用于高速铁路扣件弹条原材料加热用的设备，是一种由大功率可控硅元件组成的静止式变频电源。它利用可控硅元件把380V 50Hz的三相工频交流电源变换成可控直流电压，然后经过电抗器滤波将直流电压变换成单相中频交流电源，供给负载，用于金属的加热。故中频电源实际上是一个三相工频交流-直流-单相中频交流电源的装置。为了将加热温度控制在工艺允许的范围内，对加热用中频电源的控制提出了较高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种高速铁路扣件弹条用中频电源闭环控制，利用该系统，可实现中频电源的闭环控制，本发明设计采用高速精确的雷泰测温仪，进行温度反馈，之后经PLC进行电源给定的调节，进而达到闭环控制。

本实用新型的高速铁路扣件弹条用中频电源闭环控制，具体技术方案如下：

一种针对于高速铁路扣件弹条加工用中频电源闭环控制系统，包括交流-直流-交流的可控硅整流逆变电路、微机控制电路、高速度测温仪、PLC，高速测温仪的信号连接PLC，PLC输出信号连接至微机控制电路，微机控制电路控制整流电路的可控硅触发脉冲，进而控制逆变电路的功率输出，达到中频电源的温度闭环控制。

进一步地，整流电路包括0809模数转换器、8031单片微处理器、2732程序贮存器、电平变换与隔离和触发功放电路，中频功率给定信号压Ugd、三个反馈信号直流电压Ud、直流电流Id和中频电压Ua通过0809模数转换器输入到8031单片微处理器，单片微机处理器根据2732程序贮存器的程序，进行加工，之后连接到74LS273触发电路以及隔离与功放电路，从而产生整流脉冲和逆变脉冲。

进一步地，还包括进行功率调节的触摸屏，用于对中频电源的功率进行设置。

控制电路由单片微机及其外围电路组成，它的主要作用是：a.三相全控整流器的微机脉冲控制；b.逆变器的集成电路脉冲控制；c.数字调功系统；d.过流过压保护及状态故障显示；e.微机控制三臂起动。

外部有两个功率调节功能，一个由外部触摸屏进行设置，为主要功率来源，另一个由测温仪的温度反馈，进入PLC，之后对设定功率进行一定范围内的调整，从而达到闭环控制。

采用本发明的高速铁路扣件弹条用中频电源闭环控制，不仅可以实现在工件加热后的温度闭环控制，更可以使用微机控制可控硅触发脉冲，实现数字控制，使控制电路集成化、小型化，节省设备空间，维修方便。主要优点是(1)能量交换效率高，可达90％以上，而且控制灵活，起、停方便、调节迅速，便于改善工艺和提高生产效率。(2)输出频率能自动跟踪频率变化，操作方便。(3)启动时无冲击电流，结构简单、启动能力提高，使运行操作更为可靠。(4)采用微机控制的交-直-交的可控硅触发脉冲，实现数字控制，使控制电路集成化、精确化、小型化，使运行、操作更为灵活可靠。(5)采用美国雷泰高速度测温仪，使反应快速，测温精确，加以PLC控制，使温度在一定范围内的波动，可以自动调节功率，完全达到温度闭环控制。

附图说明

图1是微机控制原理图；

图2是中频炉部分的PLC原理图；

图3是中频操作台原理图；

图4是中频炉主电路原理图。

具体实施方式

参见图1-4可知，由六只可控硅元件组成的三相桥式全控整流电路，在一个工频周期内，六只可控硅依次互差T/6触发导通，每个元件导通时间为T/3，整流桥的输出为一个脉动的直流电压Ud，经平波电抗器Ld，获得一个比较平滑的直流电流Id，当平波电抗器Ld足够大时，整流输出直流电压平均值为Ud＝2.34U*COSa(其中U为工频电源的相电压，a为可控硅元件触发控制角)。由此可见，在交流电源电压一定的条件下，改变触发控制角a的大小便可调节和改变直流电压Ud的大小，也即调节输出中频功率的大小。触发控制角a的大小由电位器RP(图一中4RP5)给定，因此电位器的输出电压Ugd也就是中频功率大小的给定。