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控制电路设计
控制电路由采样电路、防偏磁电路、PWM控制电路、驱动电路和保护电路组成。整个控制电路的工作原理为：利用脉宽调制集成芯片TL494作为控制电路的核心，采样电路利用霍尔电压传感器测量变压器一次侧电压，向防偏磁电路输出0-5V的电压信号。在防偏磁电路中，这一电压信号经A/D器进行模数转换后，输出的数字信号送入单片机进行处理。单片机对信号处理后,经过判断向需要调整的一路PWM波输出合适的调整信号，经D/A转换器变为模拟量后，对TL494输出的PWM输出波形进行控制。经过调整后的TL494的输出波形通过驱动电路来控制逆变电路中IGBT器件的开通与关断，从而实现了对电源输出波形的控制。矩形波交流原油脱水电源控制电路的原理框图如图8所示。
图8 矩形波交流原油脱水电源原理框图
（1） 采样与闭环控制电路
使用霍尔电流及电压传感器，把脱水电源变压器一次侧的电流及电压转化成0～±5V的电压信号输出。该电压信号经单片机处理后首先送入防偏磁电路，对全桥电路的防偏磁进行实时控制；然后再通过单片机计算出相位差送入PWM控制电路对电源的工作频率进行动态调整，使脱水电源始终处在最佳电参数状态下运行。最佳电参数的标志就是电源变压器一次侧的电流及电压的相位差为零。
（2） 脱水电源的等效电路如图9。
R为电缆的等效电阻，从电源控制柜到脱水罐上的升压变压器，电缆长度一般>20米，有时长度超过40米，电缆上的电阻不能忽略；U是加在变压器原边的电压。XL为电缆的等效电感；C为网状电极间的
等效电容；RL为网状电极间的等效电阻。 图9 等效电路图
当U的频率增加时，电路的感抗增加，容抗减小；频率减小时，感抗减小，容抗增加，选择合适的工作频率达到容抗与感抗相等，可使等效电路处在纯电阻状态，这时的电路，功率因数达到最大，效率也最高（图10）。
(a) 电流超前电压 (c) 电流滞后电压
(c) 电流与电压同相位
图10 输出电压电流波形图
脉冲电源专业生产商
东营腾云科技有限公司
东营腾云科技有限公司 中国石油大学
市场部:0546-8226232 15963860566 耿经理
邮箱:tykj8226232@163.com
技术部:0546-8396685 13181861018 牛教授
（1） 采样与闭环控制电路
使用霍尔电流及电压传感器，把脱水电源变压器一次侧的电流及电压转化成0～±5V的电压信号输出。该电压信号经单片机处理后首先送入防偏磁电路，对全桥电路的防偏磁进行实时控制；然后再通过单片机计算出相位差送入PWM控制电路对电源的工作频率进行动态调整，使脱水电源始终处在最佳电参数状态下运行。最佳电参数的标志就是电源变压器一次侧的电流及电压的相位差为零。
（2） 脱水电源的等效电路如图9。
R为电缆的等效电阻，从电源控制柜到脱水罐上的升压变压器，电缆长度一般>20米，有时长度超过40米，电缆上的电阻不能忽略；U是加在变压器原边的电压。XL为电缆的等效电感；C为网状电极间的
等效电容；RL为网状电极间的等效电阻。 图9 等效电路图
当U的频率增加时，电路的感抗增加，容抗减小；频率减小时，感抗减小，容抗增加，选择合适的工作频率达到容抗与感抗相等，可使等效电路处在纯电阻状态，这时的电路，功率因数达到最大，效率也最高（图10）。
(a) 电流超前电压 (c) 电流滞后电压
(c) 电流与电压同相位
图10 输出电压电流波形图
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