液压机系统工作原理

液压机系统工作原理

恒功率交流调功加热系统原理如图1 所示, 主要分为主电路和检测控制两部分。主电路由可控硅移相控制交流调压和加热变压器构成, 变压器提供有效值约4V ö1000A 的低压加热电流。加热功率的调节通过控制可控硅触发角大小来实现。系统采用P ID 控制的形式, 控制信号使脉冲发生电路产生相应的移相触发信号, 经高低压电隔离后驱动可控硅的导通。反馈信号取自加热电流和电压。

3　电路设计

3. 1　电流电压信号检测

检测精度是影响控制精度的一大关键因素, 对被控对象的测量要求精度要高, 而且对于六面顶金刚石压机加热系统这样的强实时性系统而言, 测量速率的快慢也直接关系系统的控制效果。基于这些考虑, 本系统的电压和电流的检测采用霍尔传感器。霍尔电压、电流传感器分别应用霍尔效应闭环、开环原理, 能在电隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电压、电流。与传统的电流互感器和变压器检测电流和电压相比, 采用霍尔传感器作为电流和电压的检测器件主要具有以下优点: 原边和副边高度绝缘、高精度和良好的线性度、低温漂、响应时间快, 以及频带宽和共模抑制比强, 非常适合本系统的性能要求。

3. 2　功率转换与滤波电路

由于负载消耗的功率为非负值, 故电流、电压输入反馈信号均取绝对值, 电路采用单电源的供电方式。该电路具有速度快、精度高的特点。MAX7418 进行滤波。巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦, 没有起伏, 而在阻频带则逐渐下降为零; 在振幅的对数对角频率的波特图上, 从某一边界角频率开始, 振幅随着角频率的增加而逐步减少, 趋向负无穷大。MAX7418 是五阶、零误差、开关电容式巴特沃兹低通滤波器, 其应用电路如图5 所示。

3. 3　同步信号检测电路

为提高移相触发控制精度, 设计了专门的过零检测电路。该电路主要由比较器、斯密特触发器和RC 滤波电路等构成。V syn为输入同步信号, 取自被控正弦波交流电源。当V syn> 0 时, 即在同步信号正半波时,VO 输出为高电平; 当V syn< 0 时, 即在同步信号负半波时, 则VO 输出为低电平。这样就把正弦波电压转换成了与之同相位的方波信号。方波信号再通过六反向斯密特触发器74HC14 整形后输出, 作为同步控制信号。比较器选用LM 311 高速比较器, 它具备驱动能力强、灵活性高和比较速度快等特点。

3. 4　P ID 控制器

P ID 控制具有技术成熟、适用性宽、易于实现和易于调试等特点, 广泛应用于工业实时控制系统。P ID 控制器输出信号通过相控芯片TCA 785, 转换成0～180°的移相脉冲, 经光电隔离驱动可控硅。