1.一種電力高功率因數(shù)校正SPWM三相整流熱處理裝備,包括三相交流電源、交流接觸器、其特征在于:還包括三相六開關(guān)SPWM整流器及控制板、功率因數(shù)和用電計(jì)量表、開機(jī)延時(shí)繼電器、四組濾波薄膜電容、兩個(gè)開關(guān)電源、數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板、兩塊雙路IGBT逆變器驅(qū)動(dòng)板、IGBT模塊H橋逆變器、阻抗匹配變壓器、諧振電容、感應(yīng)爐諧振電感、工頻電流檢測(cè)互感器、負(fù)載電流取樣磁環(huán)電感、紅外測(cè)溫?zé)o線數(shù)據(jù)收發(fā)器、人機(jī)對(duì)話觸摸屏、水冷式冷水機(jī)組;
其中,三相六開關(guān)SPWM整流器經(jīng)交流接觸器觸點(diǎn)S1、S2、S3連接三相交流電源,相序之間連接電容Ca、Cb、Cc,三相六開關(guān)SPWM整流器由N組相同電路并聯(lián)疊加工作增大輸出功率,以NO1組為例:電感La一端連接三相交流電源的Ua相,電感La另一端穿過(guò)電流ia互感磁環(huán)連接到IGBT模塊QT1發(fā)射極與IGBT模塊QT4集電極互連接點(diǎn),電流ia互感磁環(huán)電感Laa一端接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板電流環(huán)路控制端,另一端接地,三相交流電源的Ua相連接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板的UINa,電感Lb一端連接三相交流電源的Ub相,電感Lb另一端穿過(guò)電流ib互感磁環(huán)連接到IGBT模塊QT2發(fā)射極與IGBT模塊QT5集電極互連接點(diǎn),電流ib互感磁環(huán)電感Lbb一端接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板,另一端接地,三相交流電源的Ub相連接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板的UINb,電感Lc一端連接三相交流電源的Uc相,電感Lc另一端穿過(guò)電流ic互感磁環(huán)連接到IGBT模塊QT3發(fā)射極與IGBT模塊QT6集電極互連接點(diǎn),電流ic互感磁環(huán)電感Lcc一端接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板,另一端接地,三相交流電源的Uc相連接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板的UINc,三相六開關(guān)SPWM整流器控制板輸出六路SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4、SPWM5、SPWM6分別依次連接IGBT模塊QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6柵極,IGBT模塊QT1、QT2、QT3集電極銅排經(jīng)防短路快速恢復(fù)二極管VD1連接到H橋逆變器直流母線作為三相六開關(guān)SPWM整流器直流輸出電壓Ud正極,直流電壓Ud正極連接三相六開關(guān)SPWM整流器控制板電壓取樣端,IGBT模塊QT4、QT5、QT6發(fā)射極分別經(jīng)銅排連接H橋逆變器直流母線作為三相六開關(guān)SPWM整流器直流輸出電壓Ud負(fù)極,并與地線端連接,IGBT模塊QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6散熱板安裝水盒注入冷水循環(huán)冷卻,N組三相六開關(guān)SPWM整流器直流母線輸出正極端電壓并聯(lián)連接到限流電阻R7的一端和延時(shí)開機(jī)繼電器常開觸點(diǎn)S4的一端,限流電阻R7的另一端和延時(shí)開機(jī)繼電器常開觸點(diǎn)S4的另一端連接四組濾波薄膜電容C1、C2、C3、C4,數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板緩沖開機(jī)延時(shí)信號(hào)TP連接中間繼電器,中間繼電器驅(qū)動(dòng)延時(shí)開機(jī)繼電器;
三相六開關(guān)SPWM整流器控制板由直流電壓比較器、電壓調(diào)節(jié)器PID、三個(gè)乘法器、ia電流比較器、ib電流比較器、ic電流比較器、三個(gè)電流調(diào)節(jié)器PI、三角波發(fā)生器、三個(gè)SPWM比較器、三個(gè)RS觸發(fā)器、六相波形發(fā)生器、相位變換器組成,其中,直流電壓比較器輸入一端連接三相六開關(guān)SPWM整流器輸出直流電壓Ud,直流電壓比較器輸入另一端接參考電壓,直流電壓比較器輸出經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器PID分別連接三個(gè)乘法器輸入的一端,三個(gè)乘法器輸入另一端分別連接三相交流電壓Ua、Ub、Uc,三個(gè)乘法器輸出分別連接ia電流比較器、ib電流比較器、ic電流比較器輸入的一端,ia電流比較器、ib電流比較器、ic電流比較器輸入另一端依次分別連接電流ia互感磁環(huán)電感Laa、電流ib互感磁環(huán)電感Lbb、電流ic互感磁環(huán)電感Lcc的一端,電流ia互感磁環(huán)電感Laa、電流ib互感磁環(huán)電感Lbb、電流ic互感磁環(huán)電感Lcc的另一端接地,ia電流比較器、ib電流比較器、ic電流比較器輸出分別經(jīng)三個(gè)電流調(diào)節(jié)器PI依次連接三個(gè)SPWM比較器輸入的一端,三個(gè)SPWM比較器輸入另一端連接三角波發(fā)生器輸出端,三個(gè)SPWM比較器輸出端分別接三個(gè)RS觸發(fā)器的R端,三個(gè)RS觸發(fā)器的CP端連接時(shí)鐘脈沖信號(hào),三個(gè)RS觸發(fā)器輸出正脈沖、負(fù)脈沖的兩個(gè)Q端作為三相六開關(guān)SPWM整流器控制板輸出接口SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4、SPWM5、SPWM6依次連接六個(gè)IGBT模塊QT1、QT2、QT3、QT4、QT5、QT6柵極,三相六開關(guān)SPWM整流器控制板輸出接口SPWM1、SPWM2、SPWM3、SPWM4、SPWM5、SPWM6還分別連接六相波形發(fā)生器的六個(gè)輸入端,六相波形發(fā)生器六個(gè)輸出連接相位變換器六個(gè)輸入端,相位變換器三個(gè)輸出端分別連接三相交流電壓Ua、Ub、Uc;
數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板的DSP芯片可編程相位控制產(chǎn)生超前、滯后交替移相的兩路脈寬調(diào)制PWM1、PWM2信號(hào),上管、下管設(shè)互鎖死區(qū)時(shí)間tDT,分別經(jīng)光纖耦合到兩塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板,構(gòu)成雙路IGBT模塊并聯(lián)連接的兩個(gè)半橋合成為H橋逆變器,變壓器匹配串聯(lián)諧振負(fù)載電路,四個(gè)橋臂IGBT模塊斜對(duì)角導(dǎo)通、截止,零功率軟啟動(dòng),四個(gè)橋臂IGBT模塊交替移相功耗均衡相等,第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P1、P2、P3依次連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q1柵極、集電極、發(fā)射極,第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J1、J2、J3依次連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q1n柵極、集電極、發(fā)射極,第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P4、P5、P6依次連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂C的管組Q3柵極、集電極、發(fā)射極,第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J4、J5、J6連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂C的管組Q3n柵極、集電極、發(fā)射極,第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P1、P2、P3連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組Q2柵極、集電極、發(fā)射極,第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J1、J2、J3依次連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組Q2n柵極、集電極、發(fā)射極,第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P4、P5、P6依次連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂D的管組Q4柵極,集電極,發(fā)射極,第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J4、J5、J6依次連接IGBT模塊H橋逆變器橋臂D的管組Q4n柵極、集電極、發(fā)射極;
IGBT模塊H橋逆變器橋臂A管組、C管組散熱板分別裝配兩個(gè)冷水盒,兩個(gè)冷水盒進(jìn)水管分別連接水冷式冷水機(jī)組的出水管,水盒出水管分別連接水冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管,IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q1集電極連接銅排,IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q3發(fā)射極連接銅排,兩塊銅排絕緣層分隔疊合,兩塊銅排之間連接第一組濾波薄膜電容C1,IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q1發(fā)射極與IGBT模塊H橋逆變器橋臂C的管組Q3集電極互連導(dǎo)線串入磁環(huán)E1為電感L1接到直流母線第一層的一塊銅板,直流母線第一層的一塊銅板連接阻抗匹配變壓器T電感TL1的一端,IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q1n集電極連接銅排,IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q3n發(fā)射極連接銅排,兩塊銅排絕緣層分隔疊合,兩塊銅排之間連接第二組濾波薄膜電容C2,IGBT模塊H橋逆變器橋臂A的管組Q1n發(fā)射極與IGBT模塊H橋逆變器橋臂C的管組Q3n集電極互連導(dǎo)線串入磁環(huán)E1為電感L2接到直流母線第一層的一塊銅板,電感L2與電感L1導(dǎo)線反向串入磁環(huán)E1,阻抗匹配變壓器T電感TL1另一端連接電容C0一端,阻抗匹配變壓器T電感TL2與感應(yīng)爐諧振電感L、諧振電容C串聯(lián)相接,并且穿入電流互感取樣磁環(huán)電感il,阻抗匹配變壓器T電感TL2兩端作為逆變器輸出電壓測(cè)量接口,阻抗匹配變壓器T鐵氧體磁芯冷卻進(jìn)水管、電感TL1進(jìn)水管、電感TL2進(jìn)水管連接水冷式冷水機(jī)組的出水管,阻抗匹配變壓器T鐵氧體磁芯冷卻出水管、電感TL1出水管、電感TL2出水管連接水冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管,諧振電容C0水箱進(jìn)水管連接水冷式冷水機(jī)組的出水管,諧振電容C0水箱出水管連接水冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管,IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組、D的管組散熱板分別裝配兩個(gè)冷水盒,兩個(gè)冷水盒進(jìn)水管分別連接水冷式冷水機(jī)組的出水管,水盒出水管分別連接水冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管,IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組Q2集電極連接銅排,IGBT模塊H橋逆變器橋臂D的管組Q4發(fā)射極連接銅排,兩塊銅排絕緣層分隔疊合,兩塊銅排之間連接第三組濾波薄膜電容C3,IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組Q2發(fā)射極與IGBT模塊H橋逆變器橋臂D的管組Q4集電極互連導(dǎo)線串入磁環(huán)E2為電感L3接到直流母線第一層另一塊銅板,直流母線第一層另一塊銅板連接電容C0的另一端,IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組Q2n集電極連接銅排,IGBT模塊H橋逆變器橋臂D的管組Q4n發(fā)射極連接銅排,兩塊銅排絕緣層分隔疊合,兩塊銅排之間連接第四組濾波薄膜電容C4,IGBT模塊H橋逆變器橋臂B的管組Q2n發(fā)射極與IGBT模塊H橋逆變器橋臂D的管組Q4n集電極互連導(dǎo)線串入磁環(huán)E2為電感L4接到直流母線第一層另一塊銅板,電感L4與電感L3導(dǎo)線反向串入磁環(huán)E2;
數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板工頻電壓采集AC接口連接三相交流電源,工頻電流采集接口經(jīng)電流互感器連接交流電源,直流電壓采集接口DC連接直流母線正負(fù)端,加熱頻率電流采集接口FI連接逆變器輸出電流互感取樣磁環(huán)電感il信號(hào),電壓采集接口FV連接阻抗匹配變壓器T電感TL2兩端,紅外測(cè)溫信號(hào)經(jīng)無(wú)線發(fā)射、接收傳到數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板測(cè)溫采集TNXB接口,閉環(huán)控制,數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板通信接口WS連接人機(jī)對(duì)話觸摸屏,通過(guò)軟件設(shè)置開機(jī)時(shí)間、工件節(jié)拍、輸出功率、溫度,加熱頻率檢測(cè)取樣信號(hào)連接鎖相環(huán)路PLL接口,自動(dòng)調(diào)諧跟蹤工件加熱頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力高功率因數(shù)校正SPWM三相整流熱處理裝備,其特征在于:紅外測(cè)溫?zé)o線數(shù)據(jù)收發(fā)器由光電轉(zhuǎn)換器、放大電路、發(fā)射器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、數(shù)據(jù)編碼器、接收器、數(shù)字PID調(diào)節(jié)控制器組成,發(fā)射器射頻振蕩器、接收器本機(jī)振蕩器由石英聲表面波諧振器SAW穩(wěn)頻,光電轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D接入數(shù)據(jù)編碼器、發(fā)射器調(diào)制端FSK,發(fā)射器射頻輸出信號(hào)經(jīng)天線發(fā)射紅外測(cè)溫信號(hào),接收器由天線收到射頻紅外測(cè)溫信號(hào),經(jīng)高放與本機(jī)振蕩器混頻提取中頻信號(hào)放大,然后連接數(shù)據(jù)解碼器、數(shù)字PID調(diào)節(jié)控制器到數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板測(cè)溫接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力高功率因數(shù)校正SPWM三相整流熱處理裝備,其特征在于:水冷式冷水機(jī)組由壓縮機(jī)(i)、冷凝器(x)、冷卻塔(d)、蒸發(fā)器(y)、水箱(g)、干燥過(guò)濾器(c)、濾渣器(l)、電磁閥(b)、膨脹閥(a)、高壓控制器(f1)、低壓控制器(f2)、水泵(p)、溫度計(jì)(h1、h2)、調(diào)溫閥(k1)、控制閥(k2)、溫度傳感器(r)組成,其中,蒸發(fā)器(y)置于水箱(g)中,水箱(g)置有浮球開關(guān)(e),浮球開關(guān)(e)控制水位缺水報(bào)警,并啟動(dòng)控制閥(k2)進(jìn)水,蒸發(fā)器(y)一端經(jīng)制冷媒體傳遞銅管連接壓縮機(jī)(i)輸入口,壓縮機(jī)(i)輸出口經(jīng)制冷媒體傳遞銅管、低壓控制器(f2)接冷凝器(x),冷凝器(x)置于冷卻塔(d),冷凝器(x)制冷媒體傳遞銅管經(jīng)高壓控制器(f1)、過(guò)干燥過(guò)濾器(c)、電磁閥(b)、膨脹閥(a )連接蒸發(fā)器(y)制冷媒體傳遞銅管另一端,制冷劑充入制冷媒體傳遞銅管,冷卻塔(d)進(jìn)水管經(jīng)控制閥(j)、調(diào)溫閥(k1)、濾渣器(l)、控制閥(m)連接工業(yè)用水,工業(yè)用水可直接經(jīng)控制閥(z)接到冷卻塔(d)進(jìn)水管,溫度傳感器(r)檢測(cè)水泵(p)出水溫度連接調(diào)溫閥(k1),溫度計(jì)(h1、h2)分別顯示冷卻塔(d)進(jìn)水、出水溫度,冷卻塔(d)出水管經(jīng)控制閥(n)排水,水箱(g)出水管經(jīng)水泵(p)、控制閥(q)分路接SPWM三相整流IGBT模塊水盒(s)進(jìn)水管、H橋IGBT模塊水盒(t)進(jìn)水管、阻抗匹配變壓器(w)進(jìn)水管、感應(yīng)爐諧振電感(u)進(jìn)水管、諧振電容水盒(v)進(jìn)水管,SPWM三相整流IGBT模塊水盒(s)出水管、H橋IGBT模塊水盒(t)出水管、阻抗匹配變壓器(w)出水管、感應(yīng)爐諧振電感(u)出水管、諧振電容(v)水盒出水管經(jīng)控制閥(o)返回到水箱(g)。