一种感应加热的频率跟踪调节系统的制作方法

本实用新型实施例涉及数字加热技术领域，具体涉及一种感应加热的频率跟踪调节系统。

背景技术：

现代感应加热基本都是利用谐振回路中的电感形成交变电磁场，而后在工件上形成涡流与磁滞而后发热的方法，

然而，随着加热的进行，阻抗也随之变化，这时如何提供匹配的电源频率成为一个难题。

因此，如何提供一种感应加热的频率跟踪调节方案，能够随着加热的进行，解决阻抗匹配的问题，实现了感应加热的电源频率获取与随动响应跟踪，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为此，本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统，能够随着加热的进行，解决阻抗匹配的问题，实现了感应加热的电源频率获取与随动响应跟踪。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统，包括：

电压波形采集器，电流波形采集器、fpga模块、精准时钟、dsp处理器、pmw控制电路；

所述电压波形采集器用于采集感应加热电路的电压切换波形；

所述电流波形采集器用于采集所述感应加热电路的电流波形；

所述fpga模块用于接收所述电压切换波形、所述电流波形，在电压切换波形的t1上升沿到来时，所述fpga模块设有计数器，与所述精准时钟连接，开始进行计数脉冲，到t3上升沿结束；当t2上升沿到来时，fpga内置计数器，开始插入计数脉冲，到t3上升沿结束；根据计数脉冲的周期计算出t1到t3的时间：t1-3＝t计数脉冲周期时间×n1-3，t2上升沿到t3上升沿的时间：t2-3＝t计数脉冲周期时间×n2-3；

其中，所述t1上升沿为设备上电时所述电压切换波形的第一个电压由低变高的时刻；所述t2上升沿为设备上电时所述电压切换波形的第二个电压由低变高的时刻；所述t3上升沿为设备上电时所述电流切换波形的第一个电压由低变高的时刻；

所述dsp处理器用于接收所述fpga模块计算得到的所述t1-3、所述t2-3；

若t1-3-t桥臂死区时间≦t2-3，且t1-3≧t2-3，则取t2-3的时间；

若t2-3≦t0/2，则修正pmw控制周期t0为：tnew＝t0+t2-3，给出新的pwm频率：

若t2-3≧t0/2，则修正pmw控制周期t0为：tnew＝t2-3，给出新的pwm频率：

按照ω1或ω2给出新的pwm工作频率ω；

将新的pmw控制频率ω发送到所述pwm控制电路，所述pwm控制电路根据所述新的pmw控制频率ω控制所述加热电路进行加热，所述dsp处理器记录新的pmw控制频率ω。

优选地，所述感应加热电路，包括：第一晶闸管、第二晶闸管、第三晶闸管、第四晶闸管；

所述第一晶闸管、所述第二晶闸管串联于a点，所述第三晶闸管、所述第四晶闸管串联于b点。

优选地，所述a点依次经过加热器、补偿电容、等效电阻连接到所述b点；

所述电流波形采集器的输入端连接于所述补偿电容与所述等效电阻的连接点上。

优选地，所述a点依次经过第一电阻r1、第二电阻r2连接到所述b点；

所述电压波形采集器的输入端连接于所述第一电阻r1、所述第二电阻r2的连接点上。

优选地，当设备上电时，将加热器的电感量，补偿电容的容值，通过人机界面，输入到dsp处理器，利用计算出lc固有谐振频率ω设定，dsp处理器通过pwm控制电路给出谐振频率的ω0＝75％×ω设定频率给出pwm波周期频率，周期时间为t0，或有dsp处理器记录原有工作频率，使得逆变器工作。

本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统，包括：电压波形采集器，电流波形采集器、fpga模块、精准时钟、dsp处理器、pmw控制电路；所述电压波形采集器用于采集感应加热电路的电压切换波形；所述电流波形采集器用于采集所述感应加热电路的电流波形；所述fpga模块用于接收所述电压切换波形、所述电流波形，在电压切换波形的t1上升沿到来时，所述fpga模块设有计数器，与所述精准时钟连接，开始进行计数脉冲，到t3上升沿结束；当t2上升沿到来时，fpga内置计数器，开始插入计数脉冲，到t3上升沿结束；根据计数脉冲的周期计算出t1到t3的时间：t1-3＝t计数脉冲周期时间×n1-3，t2上升沿到t3上升沿的时间：t2-3＝t计数脉冲周期时间×n2-3；其中，所述t1上升沿为设备上电时所述电压切换波形的第一个电压由低变高的时刻；所述t2上升沿为设备上电时所述电压切换波形的第二个电压由低变高的时刻；所述t3上升沿为设备上电时所述电流切换波形的第一个电压由低变高的时刻；所述dsp处理器用于接收所述fpga模块计算得到的所述t1-3、所述t2-3；若t1-3-t桥臂死区时间≦t2-3，且t1-3≧t2-3，则取t2-3的时间；若t2-3≦t0/2，则修正pmw控制周期t0为：tnew＝t0+t2-3，给出新的pwm频率：若t2-3≧t0/2，则修正pmw控制周期t0为：tnew＝t2-3，给出新的pwm频率：按照ω1或ω2给出新的pwm工作频率ω；将新的pmw控制频率ω发送到所述pwm控制电路，所述pwm控制电路根据所述新的pmw控制频率ω控制所述加热电路进行加热，所述dsp处理器记录新的pmw控制频率ω。10，连续进行重复上述步骤，就可实现实时频率跟踪，解决因负载变化导致的偏离谐振点，降低感应加热的效率，实现高效的感应加热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的组成结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的电压上升示意图；

图3为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的电流上升示意图；

图4为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的波形分析示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的组成结构示意图；图2为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的电压上升示意图；图3为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的电流上升示意图；图4为本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统的波形分析示意图。

在本实用新型一种实施方式中，本实用新型实施例提供一种感应加热的频率跟踪调节系统，包括：

电压波形采集器，电流波形采集器、fpga模块、精准时钟、dsp处理器、pmw控制电路；

所述电压波形采集器用于采集感应加热电路的电压切换波形；

所述电流波形采集器用于采集所述感应加热电路的电流波形；

所述fpga模块用于接收所述电压切换波形、所述电流波形，在电压切换波形的t1上升沿到来时，所述fpga模块设有计数器，与所述精准时钟连接，开始进行计数脉冲，到t3上升沿结束；当t2上升沿到来时，fpga内置计数器，开始插入计数脉冲，到t3上升沿结束；根据计数脉冲的周期计算出t1到t3的时间：t1-3＝t计数脉冲周期时间×n1-3，t2上升沿到t3上升沿的时间：t2-3＝t计数脉冲周期时间×n2-3；

其中，所述t1上升沿为设备上电时所述电压切换波形的第一个电压由低变高的时刻；所述t2上升沿为设备上电时所述电压切换波形的第二个电压由低变高的时刻；所述t3上升沿为设备上电时所述电流切换波形的第一个电压由低变高的时刻；

所述dsp处理器用于接收所述fpga模块计算得到的所述t1-3、所述t2-3；

若t1-3-t桥臂死区时间≦t2-3，且t1-3≧t2-3，则取t2-3的时间；

若t2-3≦t0/2，则修正pmw控制周期t0为：tnew＝t0+t2-3，给出新的pwm频率：

若t2-3≧t0/2，则修正pmw控制周期t0为：tnew＝t2-3，给出新的pwm频率：

按照ω1或ω2给出新的pwm工作频率ω；

将新的pmw控制频率ω发送到所述pwm控制电路，所述pwm控制电路根据所述新的pmw控制频率ω控制所述加热电路进行加热，所述dsp处理器记录新的pmw控制频率ω。

优选地，所述感应加热电路，包括：第一晶闸管、第二晶闸管、第三晶闸管、第四晶闸管；

所述第一晶闸管、所述第二晶闸管串联于a点，所述第三晶闸管、所述第四晶闸管串联于b点。

优选地，所述a点依次经过加热器、补偿电容、等效电阻连接到所述b点；

所述电流波形采集器的输入端连接于所述补偿电容与所述等效电阻的连接点上。

优选地，所述a点依次经过第一电阻r1、第二电阻r2连接到所述b点；

所述电压波形采集器的输入端连接于所述第一电阻r1、所述第二电阻r2的连接点上。

优选地，当设备上电时，将加热器的电感量，补偿电容的容值，通过人机界面，输入到dsp处理器，利用计算出lc固有谐振频率ω设定，dsp处理器通过pwm控制电路给出谐振频率的ω0＝75％×ω设定频率给出pwm波周期频率，周期时间为t0，或有dsp处理器记录原有工作频率，使得逆变器工作。

也就是说，预测加热器的电感量，补偿电容的容值，通过人机界面，输入到dsp数字处理器，利用计算出大致lc固有谐振频率ω设定，dsp通过控制电路给出谐振频率的ω0＝75％×ω设定频率给出pwm波周期频率，周期时间为t0，或有dsp记录原有工作频率，使得逆变器工作；电压波形采集器，通过r1、r2电阻，经高速光耦-电压采集uab电压切换波形，采集t1、t2时刻上升沿波形；电流波形采集器，通过高频电流传感器，经高速光耦-电流采集流过lc回路的iab电流波形，采集t3时刻的上升沿波形；一同输入fpga。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。