本發(fā)明涉及電源管理，特別是涉及一種鈦金屬冶煉供電裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

1、鈦金屬冶煉加工流程：主要分為三個(gè)階段，起弧階段、熔煉階段、封頂階段，三個(gè)階段都會(huì)有負(fù)載突變的情況，而且都很頻繁，基本每分鐘都有幾次小的突變。該工藝采用的是短路起弧的形式，即加工金屬棒與底座直接短路，電流運(yùn)行起來(lái)后，通過(guò)變頻器伺服電機(jī)把加工金屬棒緩慢拉起，這個(gè)過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)電弧，如金屬棒調(diào)節(jié)異常，負(fù)載波動(dòng)就很劇烈，在這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度至關(guān)重要。瞬態(tài)響應(yīng)，指系統(tǒng)在某一典型信號(hào)輸入作用下，其系統(tǒng)輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的變化過(guò)程。

2、目前，鈦金屬冶煉的供電裝置通常采用高頻開(kāi)關(guān)電源，為了提升系統(tǒng)的功率，并確保功率的裕量和可維護(hù)性，行業(yè)內(nèi)普遍采取多臺(tái)高頻開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)使用的方式。然而，現(xiàn)有技術(shù)一般使用一臺(tái)主機(jī)配合多臺(tái)從機(jī)的方式，這種方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的協(xié)調(diào)，但也帶來(lái)了不少問(wèn)題。主機(jī)不僅需要控制從機(jī)的開(kāi)停機(jī)，還要提供給定信號(hào)和同步信號(hào)等，這就需要多組信號(hào)線連接，導(dǎo)致信號(hào)線數(shù)量繁多，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和故障風(fēng)險(xiǎn)，如果采用通訊方式來(lái)協(xié)調(diào)，通訊的信號(hào)傳輸存在一定的延時(shí)，這將直接影響瞬態(tài)響應(yīng)速度，降低整個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：解決現(xiàn)有的鈦金屬冶煉供電裝置的瞬態(tài)響應(yīng)速度低的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鈦金屬冶煉供電裝置，所述鈦金屬冶煉供電裝置包括：

3、信息采集模塊，所述信息采集模塊用于采集負(fù)載反饋信息，所述負(fù)載反饋信息包括電流和電壓；

4、判斷模塊，所述判斷模塊用于根據(jù)負(fù)載反饋信息判斷電流、電壓是否越限,若電流電壓均不越限，輸出環(huán)生效，輸出電流和電壓，若電流越限，電流環(huán)生效，所述電流環(huán)用于限制輸出電流，若電壓越限，電壓環(huán)生效，所述電壓環(huán)用于限制輸出電壓；

5、阻抗匹配模塊，所述阻抗匹配模塊通過(guò)選擇器對(duì)輸出電流和電壓進(jìn)行阻抗匹配計(jì)算，修正所述輸出電流和電壓，確保電流和電壓穩(wěn)定輸出；

6、輸出模塊，用于將修正后的所述輸出電流和電壓通過(guò)所述輸出環(huán)輸出至負(fù)載。

7、更進(jìn)一步地，所述供電裝置設(shè)置為多個(gè)供電單元，通過(guò)設(shè)置匯流排將多個(gè)所述供電單元進(jìn)行并聯(lián)為所述負(fù)載進(jìn)行供電。

8、更進(jìn)一步地，多個(gè)并聯(lián)的所述供電單元設(shè)置有備份功能，當(dāng)其中一臺(tái)供電單元損壞時(shí)，其他供電單元可自動(dòng)備份保障所述供電裝置正常工作。

9、更進(jìn)一步地，所述鈦金屬冶煉供電裝置包括：

10、主控模塊，所述主控模塊用于協(xié)調(diào)多個(gè)并聯(lián)的所述供電單元的輸出。

11、更進(jìn)一步地，所述主控模塊設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)各個(gè)所述供電單元輸出電壓和輸出電流的傳感器，并根據(jù)當(dāng)前輸出狀態(tài)決定各個(gè)所述供電單元的輸出分配。

12、更進(jìn)一步地，所述主控模塊設(shè)置有外恒壓環(huán)，所述外恒壓環(huán)用于維持電壓穩(wěn)定，協(xié)調(diào)各個(gè)所述供電裝置輸出電壓的給定值，使得各個(gè)所述供電單元的電壓輸出相同。

13、更進(jìn)一步地，所述供電裝置包括：

14、不控整流模塊，所述不控整流模塊通過(guò)不控整流將交流電整流成直流電；

15、高頻正負(fù)脈沖序模塊，所述高頻正負(fù)脈沖序模塊通過(guò)調(diào)制技術(shù)將所述直流電進(jìn)行逆變，輸出高頻正負(fù)脈沖序；

16、高頻變壓模塊，所述高頻變壓模塊通過(guò)原副邊繞組變比確定所述供電裝置輸出的最高電壓；

17、單向功率模塊，所述單向功率模塊用于將所述高頻正負(fù)脈沖序進(jìn)行整流，生成直流電源輸出。

18、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法，其特征在于，所述鈦金屬冶煉供電的控制方法包括：

19、s100，采集負(fù)載反饋信息，所述負(fù)載反饋信息包括電流和電壓；

20、s200，根據(jù)負(fù)載反饋信息判斷電流、電壓是否越限,若電流電壓均不越限，輸出環(huán)生效，輸出電流和電壓，若電流越限，電流環(huán)生效，所述電流環(huán)用于限制輸出電流，若電壓越限，電壓環(huán)生效，所述電壓環(huán)用于限制輸出電壓；

21、s300，通過(guò)選擇器對(duì)輸出電流和電壓進(jìn)行阻抗匹配計(jì)算，修正所述輸出電流和電壓，確保所述電流和電壓穩(wěn)定輸出；

22、s400,將修正后的所述輸出電流和電壓通過(guò)所述輸出環(huán)輸出至負(fù)載。

23、更進(jìn)一步地，所述鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法包括

24、s500,將所述供電裝置設(shè)置為多個(gè)供電單元，通過(guò)設(shè)置匯流排將多個(gè)所述供電單元進(jìn)行并聯(lián)為負(fù)載進(jìn)行供電。

25、更進(jìn)一步地，所述鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法包括

26、通過(guò)設(shè)置主控模塊協(xié)調(diào)多個(gè)并聯(lián)的所述供電單元的輸出。

27、本發(fā)明實(shí)施例一種鈦金屬冶煉供電裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

28、本發(fā)明實(shí)施例中的供電裝置通過(guò)采集負(fù)載的反饋信息，無(wú)論是恒流還是恒壓運(yùn)行時(shí)，判斷負(fù)載電流或電壓是否越限，當(dāng)電流越限時(shí)就通過(guò)電流環(huán)限制電流，當(dāng)電壓越限時(shí)就通過(guò)電壓環(huán)限制電壓，保證自身無(wú)論是電流還是電壓都在安全范圍內(nèi)運(yùn)行，采用電流環(huán)路和電壓環(huán)路互為跟蹤的方式，在負(fù)載劇烈變化時(shí)，保證任何一個(gè)輸出量都不超過(guò)限制值。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用電流環(huán)加電壓環(huán)的控制策略能夠有效的抑制因負(fù)載突變對(duì)輸出電壓的影響，縮短輸出電壓的穩(wěn)定時(shí)間，在負(fù)載突變時(shí)利用電流環(huán)和電壓環(huán)對(duì)供電裝置進(jìn)行調(diào)整不僅能夠有效的減小輸出電壓的波動(dòng)，同時(shí)縮短了輸出電壓穩(wěn)定的時(shí)間，提高了供電裝置的可靠性。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用電流環(huán)路和電壓環(huán)路相結(jié)合的策略，當(dāng)負(fù)載的電壓或電流發(fā)生突變時(shí)，電流環(huán)和電壓環(huán)能夠迅速響應(yīng)，將供電裝置的輸出電壓和輸出電流穩(wěn)定在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，有效的提高了供電裝置的瞬態(tài)響應(yīng)速度。

技術(shù)特征：

1.一種鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，所述鈦金屬冶煉供電裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，所述供電裝置設(shè)置為多個(gè)供電單元，通過(guò)設(shè)置匯流排將多個(gè)所述供電單元進(jìn)行并聯(lián)為所述負(fù)載進(jìn)行供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，多個(gè)并聯(lián)的所述供電單元設(shè)置有備份功能，當(dāng)其中一臺(tái)供電單元損壞時(shí)，其他供電單元可自動(dòng)備份保障所述供電裝置正常工作。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，所述鈦金屬冶煉供電裝置包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，所述主控模塊設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)各個(gè)所述供電單元輸出電壓和輸出電流的傳感器，并根據(jù)當(dāng)前輸出狀態(tài)決定各個(gè)所述供電單元的輸出分配。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，所述主控模塊設(shè)置有外恒壓環(huán)，所述外恒壓環(huán)用于維持電壓穩(wěn)定，協(xié)調(diào)各個(gè)所述供電裝置輸出電壓的給定值，使得各個(gè)所述供電單元的電壓輸出相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦金屬冶煉供電裝置，其特征在于，所述供電裝置包括：

8.一種鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法，其特征在于，所述鈦金屬冶煉供電的控制方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法，其特征在于，所述鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法，其特征在于，所述鈦金屬冶煉供電裝置的控制方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電源管理技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種鈦金屬冶煉供電裝置，所述鈦金屬冶煉供電裝置包括：信息采集模塊，所述信息采集模塊用于采集負(fù)載反饋信息，所述負(fù)載反饋信息包括電流和電壓；判斷模塊，所述判斷模塊用于根據(jù)負(fù)載反饋信息判斷電流、電壓是否越限,若電流電壓均不越限，輸出環(huán)生效，輸出電流和電壓，若電流越限，電流環(huán)生效，所述電流環(huán)用于限制輸出電流，若電壓越限，電壓環(huán)生效，所述電壓環(huán)用于限制輸出電壓；阻抗匹配模塊，所述阻抗匹配模塊通過(guò)選擇器對(duì)輸出電流和電壓進(jìn)行阻抗匹配計(jì)算，修正所述輸出電流和電壓，確保電流和電壓穩(wěn)定輸出；輸出模塊，用于將修正后的所述輸出電流和電壓通過(guò)所述輸出環(huán)輸出至負(fù)載。

技術(shù)研發(fā)人員：趙生軍,熊巍,吳畏,羅小強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6