【導(dǎo)讀】一般日常使用的感應(yīng)加熱電源都是大電容無源濾波方式，但是這種反式極易造成電流畸變，從而導(dǎo)致電網(wǎng)遭受諧波污染，這就必須采用有源因數(shù)功率校正技術(shù)。本文就由DSP軟件巧妙助力，有效校正感應(yīng)加熱功率因數(shù)，減少電網(wǎng)遭受污染的情況發(fā)生。
在日常的工作中，由于一些比較傳統(tǒng)的感應(yīng)加熱電源采用的是大電容無源濾波的方式，很容易造成輸入電流的畸變情況發(fā)生，不僅會讓電網(wǎng)承受遭受諧波污染的風(fēng)險，更是對工作效率會產(chǎn)生直接影響。工程師想要改變這種情況，提升加熱電源的利用率，就必須采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)。
首先要說明的一點(diǎn)是，由于傳統(tǒng)的感應(yīng)加熱系統(tǒng)基本上都已經(jīng)采用DSP數(shù)字處理器作為主控制器，因此，工程師如果使用專用的PFC芯片進(jìn)行功率因數(shù)的處理反而會增加系統(tǒng)硬件成本，降低系統(tǒng)的集成度，而且調(diào)試不方便，更不利于系統(tǒng)升級，所以本文研究在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用DSP實現(xiàn)功率因數(shù)校正。
想要校正功率因數(shù)，就需要在原有主電路的整流和逆變部分加入Boost電路，如圖1所示。我們此時所加入的Boost電路是用來改善網(wǎng)側(cè)電流波形的，它可以提高電源功率因數(shù)的DC-DC變換器。在直流母線側(cè)，通過檢測Boost電路的輸入電壓、電感電流和輸出電壓，通過DSP的軟件控制算法，控制Boost開關(guān)管的通斷來達(dá)到功率因數(shù)校正的目的。
圖1
因此，工程師可以依據(jù)實際需求情況來設(shè)計一臺超音頻感應(yīng)加熱電源的樣機(jī)來進(jìn)行測試，該樣機(jī)的參數(shù)可設(shè)置為單相輸入電壓為220V、功率4kW、諧振頻率30kHz。在設(shè)計完成后，即可對加入APFC電路前后的網(wǎng)側(cè)電壓、電流進(jìn)行對比分析，實驗結(jié)果如圖2、圖3所示。
圖2是未經(jīng)功率因數(shù)校正前，傳統(tǒng)感應(yīng)加熱電源網(wǎng)側(cè)電壓電流的波形圖像。從圖中我們可以看出，電壓雖是正弦波，但由于直流側(cè)中間儲能大電容的存在，致使電流導(dǎo)通角只有90度，因此造成了網(wǎng)側(cè)電流波形嚴(yán)重畸變，在波形顯示上呈一系列斷續(xù)的尖峰脈沖，在同等功率條件下，電流的峰值成倍提高、諧波分量加大、電源功率因數(shù)降低。圖3是引入了APFC以后，經(jīng)過DSP處理后的感應(yīng)加熱電源網(wǎng)側(cè)電壓電流波形。從圖中我們可以看出，在引入APFC技術(shù)后，電流波形與電壓波形是同相位的正弦波，感應(yīng)加熱電源有接近于1的輸入功率因數(shù)和很低的電流總畸變率，減少了對電網(wǎng)的污染。
圖2
圖3
結(jié)語通過以上實驗結(jié)果表明，工程師使用DSP軟件APFC技術(shù)，進(jìn)行傳統(tǒng)的感應(yīng)加熱電源功率因數(shù)校正，可以有效的減少諧波對交流電網(wǎng)的污染，使感應(yīng)加熱電源的功率顯著提高。
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