[发明专利]中间包通道式电磁感应加热电源的智能控制方法

说明书

本发明公开了一种中间包通道式电磁感应加热电源的智能控制方法，根据钢包在浇铸不同阶段的实际温度进行过热度的调节，从而实现低过热度的恒温浇注，实现低过热度恒温浇铸不仅可以提高等轴晶率改善铸坯质量，而且可以增加连浇炉数，稳定并提高拉速，切实提高连铸收得率和生产效率；同时恒温浇铸也可以避免钢水过早凝固，防止结瘤冻结回炉停浇等事故，以及稳定二冷配水工艺等。

技术领域

本发明涉及电磁感应加热控制领域，特别是一种中间包通道式电磁感应加热电源的智能控制方法。

背景技术

近年来，随着电力电子学和半导体技术的进步，大功率高效率变频电源的出现极大促进了钢材热处理感应加热技术的发展。连铸技术发展的实践表明，低过热度的恒温浇注对改善铸坯质量和稳定操作起着重要的作用。中间包感应加热电源作为其电能变换的媒介，其输入电流影响着公用电网的电能质量，且其输出电流直接关系到中间包温度控制效果，中间包感应加热电源一直是连续铸造过程中重要的生产特种钢产品设备之一。冶金工作者已开发了多种中包加热技术。

控制中间包的钢水恒温是提高生产率、改进凝固组织、提高产品质量的最有效的方法之一。因此，寻求外部热源补偿中间包钢水的温降、精确地控制最佳过热度，使进入结晶器的钢水温度稳定，越来越引起人们的重视。因此，近几十年来已开发出多种形式的电磁感应加热电源。

现有技术中主要有以下几种结构：具有辅助切换电容器单元的低损耗电压型高频串联负载谐振逆变器的独特拓扑结构、具有恒定频率的简单D类逆变器，用于高频感应加热的场合，以及零电压软开关高频谐振逆变器的新结构。国内目前大部分的中间包加热电源采用了传统的拓扑结构，即由多绕组变压器、三相二极管整流器和级联的H桥转换器组成，可以很容易地实现从三相到单相的交流/交流转换。

然而在整个连铸过程中，中间包不同程度地存在热损失，特别是浇注初期、钢包交换和浇注末期等不正常浇注期，不可避免地引起较大的温降。同时，钢水是非线性负载，其阻抗随加热钢水的重量和温度而变化。多数电磁感应加热电源对这些影响因素没有很好的处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种中间包通道式电磁感应加热电源的智能控制方法，根据钢包在浇铸不同阶段的实际温度进行过热度的调节，从而实现低过热度的恒温浇注。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种中间包通道式电磁感应加热电源的智能控制方法，对于中间包通道式电磁感应加热电源的任一功率单元模块，该智能控制方法包括前级三相PWM整流器控制部分、后级全桥逆变器的控制部分；其中：

所述前级三相PWM整流器控制部分包括以下步骤：

1)计算前级三相PWM整流器输入电流信号的幅值Is：其中，U_s为功率单元模块电网侧电压的幅值；

2)将前级三相PWM整流器输入电流信号和直流侧电流调节信号叠加，作为整流器给定输入电流的幅值，即：其中为前级三相PWM整流器直流侧电压给定值；u_dc为前级三相PWM整流器直流侧电压；

3)将分别乘以a，b，c三相电网电压对应的同步正弦信号，得到前级三相PWM整流器交流侧给定电流：ω^*为输出电流的指令角频率；

4)利用下式计算前级三相PWM整流器的各相开关信号：为k时刻前级三相PWM整流器交流侧给定电流；i_sa(k)、i_sb(k)、i_sc(k)为k时刻前级三相PWM整流器三相交流输入电流；u_sa(k)、u_sb(k)、u_sc(k)为k时刻前级三相PWM整流器三相交流输入电压；

所述后级全桥逆变器的控制部分包括以下步骤：

1)由下式获得中间包通道式电磁感应加热电源输出电流的指令值：