justify"> S= 0.1.
Тоді:
Для установки в якості фільтруючих елементів приймемо: конденсатор B25620B0707K822 фірми Epcos [22] номіналом 660мкФ. Його параметри вказані в таблиці 2.4; індуктивність STP561 фірми Schmid-Multitech [23] номіналом 560мГн.
Для поліпшення якості фільтрування, перед навантаженням встановимо електролітичний конденсатор номіналом приблизно на порядок менше основного. Приймемо до установки алюмінієвий електролітичний конденсатор B43699 номіналом 47мкФ виробника Epcos [22].
Принципова схема випрямляча і фільтра, що згладжує представлена ??на малюнку 3.9.
Малюнок 3.9 - Принципова схема некерованого випрямляча і фільтра, що згладжує
Повна принципова схема перетворювача частоти представлена ??в графічній частині.
4. Вибір і опис системи управління частотним перетворювачем
4.1 Синтез і опис функціональної схеми роботи системи управління
Існує безліч способів управління частотними перетворювачами. До найбільш часто применяющимся відносять широтно-імпульсний і частотно-імпульсний. Частотно-імпульсний і фазово-імпульсний способи, стосовно до систем індукційного нагріву, перетинаються і можна сказати, що для таких перетворювачів метод є однаковим, так як за підстроюванням фази керуючих імпульсів, починає змінюватися частота, що веде до зміни потужності в навантаженні.
Також існує різне безліч реалізацій даних способів управління, починаючи від узкофункціонального блоків на дискретних елементах, закінчуючи величезним вибором мікропроцесорних систем, що дозволяють вирішувати так багато завдань і обчислень, наскільки це дозволяють доступні засоби, а також вимагає технічне завдання.
Останнім часом дуже широко застосовуються системи на ПЛІС як аналог мікропроцесора через свою функціональності, а також як мікроконтролер через широту своїх можливостей. Спроектуємо систему управління перетворювачем на базі ПЛІС і розробимо блок-схему управління частотним перетворювачем.
Блок-схема управління представлена ??на малюнку 4.1.
Розглянемо детальніше принцип роботи системи управління: після подачі команди старту процесу нагрівання, система подає тестові два імпульси на силові ключі, тобто відбувається один період процесу перетворення. Далі відбувається аналіз коливального контуру (або силових ключів, залежно від принципу захисту). У нашому випадку можна фіксувати стану з драйверів транзисторів або фіксувати струм з шунта коливального контуру безпосередньо. Це дає нам попередню оцінку про стан готовності системи в цілому, а також попереджає про можливе аварійному стані. Наприклад, спрацьовування захисту по струму може бути через причини відсутності в індукторі заготовки, або в індукторі знаходиться дуже маленька деталь, або якийсь транзистор вже виведений з ладу.
У разі спрацьовування захисту, на індикатори буде виведена необхідна інформація, а система знову повернеться в режим очікування. Якщо система пройшла перевірку успішно, почнеться робота інвертора, причому, початкове значення частоти комутації дорівнюватиме 1КГц. Це робиться для запобігання руйнування металу, коли енергія різко вводиться в навантаження.
У міру роботи перетворювача частота комутації буде збільшуватися, тобто порівнюватися із завданням, потужність, що віддається в навантаження, буде підвищуватися або навпаки, зменшуватися.
Передбачається, що програмуватися ПЛІС буде на сучасній мові високого рівня VHDL, в якому можливі паралельні обчислення [24]. Тому, у міру роботи перетворювача будуть скануватися дані з датчиків, а також перевірятися, чи не була відключена система користувачем. Більш детальне сканування драйверів транзисторів буде вироблено після виходу перетворювача в сталий режим і при відсутності команди про закінчення процесу.
У разі натиснення кнопки закінчення процесу нагріву, потужність в навантаженні буде поступово контрольовано зменшуватися, що дасть можливість уберегти індуктор від можливих руйнувань.
Будь аварійний режим в ході роботи перетворювача буде зафіксований системою. У цьому випадку харчування для силових транзисторів буде відключено і система буде заблокована до прийняття команди, яка сповістить ПЛІС про усунення несправності.
Можливості ПЛІС роблять доступним управління перетворювачем віддалено. Для цього доцільно встановити міст USB-UART, що зв'язує сервер і систему нагріву. Це зручно у випадку, коли оператор знаходиться далеко від перетворювача, або у випадку, коли високі частоти можуть надати шкоду здоров'ю обслугову...
