電鍍廠電鍍工藝的控制原理

　　(1)工作模式

　　電鍍電源有穩(wěn)壓和穩(wěn)流兩種工作模式。

　　在穩(wěn)壓狀態(tài)工作時，為了加快動態(tài)響應速度，控制算法采用了電壓—電流雙閉環(huán)結構。開關電鍍電源的控制原理如圖1所示，內(nèi)環(huán)為電流控制環(huán)，外環(huán)為電壓控制環(huán)。輸出電壓VO與電壓給定值Vref進行比較，生成電壓誤差信號，經(jīng)過電壓PI調(diào)節(jié)器構成電壓控制外環(huán)。電壓調(diào)節(jié)器的輸出作為電流內(nèi)環(huán)的給定信號，與輸出電流反饋信號比較，經(jīng)電流PI調(diào)節(jié)器輸出賦值給比較寄存器。改變比較寄存器的值，即改變移相角的大小，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。

圖1    開關電鍍電源的控制原理圖

　　在穩(wěn)流狀態(tài)工作時，電壓控制環(huán)退出，僅采用電流閉環(huán)控制，通過電流環(huán)的PI調(diào)節(jié)器輸出賦值給比較寄存器，即可實現(xiàn)穩(wěn)流控制功能。

　　(2)多臺并聯(lián)運行

　　多臺設備并聯(lián)運行可以獲得更大的輸出功率，滿足不同功率等級的負載要求。并聯(lián)運行在不同工作模式下的控制要求不同。

　　在穩(wěn)流模式下工作，每臺電源均工作在穩(wěn)流狀態(tài)，只要控制每臺設備的輸出電流等于給定指令電流的1PN即可。因此，在穩(wěn)流模式下需要通過CAN總線將指令電流發(fā)送至每臺電源，并使其分別工作在穩(wěn)流狀態(tài)。

　　當工作在穩(wěn)壓模式下，對于給定的負載，只要電源的總輸出電流保持恒定，即I1+I2+...+IN為常數(shù)，則負載上產(chǎn)生的電壓就維持恒定。但是由于每臺電源的輸出特性很難做到完全一致，穩(wěn)壓模式下僅采用穩(wěn)壓控制會造成各臺設備的輸出功率分配不均。因此，當工作在多臺并聯(lián)穩(wěn)壓模式時，需要把每臺電源的輸出電流通過CAN總線發(fā)送到其它電源，使每臺電源能夠得知電源的總輸出電流，然后控制每臺電源的輸出電流為總輸出電流的1PN，即采取穩(wěn)壓控制和穩(wěn)流控制相結合的方式，使電源的輸出功率平均分配。具體實現(xiàn)過程如圖2所示，該圖中外環(huán)為電壓閉環(huán)控制，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出控制，多個電流內(nèi)環(huán)則用于實現(xiàn)穩(wěn)流控制，確保了并聯(lián)的每臺電源的輸出功率相等。

圖2   多臺開關電鍍電源并聯(lián)運行控制原理圖