CN113677056A - 一种变频微波炉的快速启动方法与可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变频微波炉的快速启动方法，包括以下步骤：S1、控制磁控管灯丝电流，让灯丝迅速发热起来便于迅速发出微波，并通过灯丝功率的截止反馈调节量作为对谐振腔参数和磁控管状态参数的补偿量；S2、控制磁控管的阳极电压，在离线标定参数基础上加上步骤S1获取的补偿量作为启机频率，然后在逐渐升频，以达到微波炉的快速启动。本发明还提供了一种可读存储介质。本发明的有益效果是：稳定了启动时间，降低了功率超调，无需进行来料把控，可以较好的实现变频微波炉的快速精准启动。

Description

一种变频微波炉的快速启动方法与可读存储介质
技术领域
本发明涉及变频微波炉，尤其涉及一种变频微波炉的快速启动方法与可读存储介质。
背景技术
变频微波炉是通过调节输出频率调节输出的微波功率，其特点是加热速度快，比如鲜牛奶等只需要加热10秒左右，入口正合适，多两三秒的时间就有可能嫌烫，因此对微波炉的加热时间要很精准。变频微波炉的启动往往需要5秒左右，首先是每次启动时间要固定，其次要迅速达到设定功率并且超调小。
根据谐振腔的系统模型，离线标定启动参数是解决启动问题的很好方法之一。然而，实际运用中，输入电压的而变化(165V-265V)，变频驱动器谐振腔参数的差异与分散性(谐振电容偏差5％，谐振电感偏差20％等)以及磁控管的状态参数(冷热、新旧等)，都会对启动的快慢带来影响(启动时间偏差大于3秒)，因此，变频微波炉快速精准启动是变频微波炉要解决的问题之一。
目前，现有变频微波炉通过定谐振电流的方法，维持一定的功率进行启动，通过加大启动功率可以实现快速启动，在实际运用中通过控制谐振电感和谐振电容的偏差等来料把控，来控制启动时间的偏差，这种方法存在以下缺陷：
1、当谐振参数偏差较大时，灯丝电流和阳极电压搭配失调，启动时间变慢或者启动快超调很大；
2、磁控管冷的时候，启动慢，磁控管热时，启动快，启动时间不固定；
3、来料把控增加了工序，增加成本。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种变频微波炉的快速启动方法与可读存储介质。
本发明提供了一种变频微波炉的快速启动方法，包括以下步骤：
S1、控制磁控管灯丝电流，让灯丝迅速发热起来便于迅速发出微波，并通过灯丝功率的截止反馈调节量作为对谐振腔参数和磁控管状态参数的补偿量；
S2、控制磁控管的阳极电压，在离线标定参数基础上加上步骤S1获取的补偿量作为启机频率，然后在逐渐升频，以达到微波炉的快速启动。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，一方面，在不超过灯丝最大电流和最大阳极电压的前提下，尽可能的维持较大的灯丝电流，另一方面，通过灯丝功率的截止负反馈辨识出系统的状态参数，做为步骤S2的补偿量。
作为本发明的进一步改进，步骤S1的计算过程如下：
(101)、采集输入电压u，根据期望的灯丝电流计算期望的发波频率fs1，
fs1＝a1u+a0
在固定的灯丝电流下，期望的发波频率fs1与输入电压u近似认为是线性关系，其中，a1和a0为线性系数，取fs1的A％作为启动频率的初始值，
fr1(0)＝A％fs1
(102)、计算第n个周期的输出频率fr1(n)并发波，采集输入电压u(n)和输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)，
fr1(n)＝fr1(n-1)+f1step
p(n)＝u(n)i(n)
其中，f1step为步骤S1的频率步进量；
当系统的功率p(n)大于灯丝功率阈值pd，记录下此时的输出频率fr1(n)，并计算频率补偿量fc1，
fc1＝fr1(n)-fr1(0)
当系统的功率p(n)大于步骤S1设定的最大功率p1max，步骤S1完成。
作为本发明的进一步改进，A％介于50％至100％之间。
作为本发明的进一步改进，A％为70％，即fr1(0)＝0.7fs1。
在步骤S2中，迅速让磁控管的阳极电压达到期望的阳极电压，达到期望的输出功率并且尽可能的抑制超调。
作为本发明的进一步改进，步骤S2的计算过程如下：
(201)、采集输入电压u，根据期望的阳极电压计算期望的发波频率fs2，
fs2＝b1u+b0
在固定的阳极电压下，期望的发波频率fs2与输入电压u近似认为是线性关系，其中，b1和b0为线性系数，取fs2的B％并加上步骤S1计算的补偿量fc1，得到实际输出频率的起始值，
fr2(0)＝B％fs2+fc1
(202)、计算第n个周期的输出频率fr2(n)并发波，采集输入电压u(n)和输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)
fr2(n)＝fr2(n-1)+f2step
p(n)＝u(n)i(n)
其中，f2step为步骤S2的频率步进量；
当系统的功率p(n)大于步骤S2设定的最大功率p2max，步骤S2完成并退出，进入恒功率控制阶段。
作为本发明的进一步改进，B％介于50％至100％之间。
作为本发明的进一步改进，B％为70％，即fr2(0)＝0.7fs2+fc1。
本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现如上述中任一项所述的方法。
本发明的有益效果是：稳定了启动时间，降低了功率超调，无需进行来料把控，可以较好的实现变频微波炉的快速精准启动。
附图说明
图1是本发明一种变频微波炉的快速启动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种变频微波炉的快速启动方法，将启动分为两个步骤，步骤1以控制磁控管灯丝电流为主，让灯丝迅速发热起来便于迅速发出微波，并通过灯丝功率的截止反馈调节量作为对谐振腔参数和磁控管状态参数的补偿量，步骤2以控制磁控管的阳极电压为主，在离线标定参数基础上加上步骤1获取的补偿量作为启机频率，然后在逐渐升频，以达到微波炉的快速启动，经实验证明，在各种工况下均能实现启动时间固定(时间偏差小于500毫秒)，功率超调小于5％。
步骤1，控制灯丝电流阶段，即阶段1，其功能是对灯丝进行加热，让灯丝快速热起来，其是磁控管发微波的前提。该阶段的目标，一方面是在不超过灯丝最大电流和最大阳极电压的前提下尽可能的去维持较大的灯丝电流，另一方面是通过灯丝功率的截止负反馈去辨识出系统的状态参数，做为步骤2的补偿量，其计算步骤为：
(1)、采集输入电压u，根据期望的灯丝电流计算期望的发波频率fs1，
fs1＝a1u+a0
在固定的灯丝电流下，期望的发波频率fs1与输入电压u可以近似认为是线性关系，其中，a1和a0为线性系数。取fs1的70％作为启动频率的初始值，
fr1(0)＝0.7fs1
(2)、计算第n个周期的输出频率fr1(n)并发波，采集输入电压u(n)，输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)，
fr1(n)＝fr1(n-1)+f1step
p(n)＝u(n)i(n)
其中，f1step为阶段1的频率步进量。
当p(n)大于灯丝功率阈值pd，记录下此时的输出频率fr1(n)，并计算频率补偿量fc1，
fc1＝fr1(n)-fr1(0)
当p(n)大于步骤1设定的最大功率p1max，步骤1完成并退出。具体的算法流程如下所示：
(1)、采集输入电压u，获取期望的发波频率fs1，并计算实际发波频率起始值fr1(0)＝0.7fs1，跳转步骤(2)。
(2)、计算第n个周期的输出频率fr1(n)并发波，采集输入电压u(n)，输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)，fr1(n)＝fr1(n-1)+f1step，p(n)＝u(n)i(n)
当p(n)大于灯丝功率阈值pd，跳转到步骤(3)，
当p(n)大于步骤1设定的最大功率p1max，跳转到步骤(4)，
否则跳转到步骤(2)。
(3)、记录下此时的输出频率fr1(n)，并计算频率补偿量fc1，
fc1＝fr1(n)-fr1(0)
跳转到步骤(2)。
(4)、算法完成并退出。
步骤2，控制阳极电压阶段，即阶段2，其功能是控制阳极输出的电压，输出功率和阳极电压近似成正比关系。该阶段的目标是迅速让磁控管的阳极电压达到期望的阳极电压，达到期望的输出功率并且尽可能的抑制超调，其计算步骤为：
(1)、采集输入电压u，根据期望的阳极电压计算期望的发波频率fs2，
fs2＝b1u+b0
在固定的阳极电压下，期望的发波频率fs2与输入电压u可以近似认为是线性关系，其中，b1和b0为线性系数。取fs2的70％并加上步骤1计算的补偿量fc1得到实际输出频率的起始值，
fr2(0)＝0.7fs2+fc1
(2)、计算第n个周期的输出频率fr2(n)并发波，采集输入电压u(n)，输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)
fr2(n)＝fr2(n-1)+f2step
p(n)＝u(n)i(n)
其中，f2step为阶段2的频率步进量。
当p(n)大于步骤2设定的最大功率p2max，步骤2完成并退出可以进入恒功率控制阶段。具体的算法流程如下：
(1)、采集输入电压u，根据期望的阳极电压计算期望的发波频率fs2，取fs2的70％并加上步骤1计算的补偿量fc1，得到实际发波频率的起始值，fr2(0)＝0.7fs2+fc1。跳转步骤(2)。
(2)、计算第n个周期的输出频率fr1(n)并发波，采集输入电压u(n)，输入电流i(n)电流计算系统的功率p(n)，fr2(n)＝fr2(n-1)+f2step，p(n)＝u(n)i(n)。
当p(n)大于步骤2设定的最大功率p2max，跳转到步骤(3)，
否则跳转到步骤(2)。
(3)、算法完成并退出可以进入恒功率控制阶段。
经实验证明，在各种工况下，本发明提供的一种变频微波炉的快速启动方法均能实现启动时间固定(时间偏差小于500毫秒)，功率超调小于5％。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频微波炉的快速启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、控制磁控管灯丝电流，让灯丝迅速发热起来便于迅速发出微波，并通过灯丝功率的截止反馈调节量作为对谐振腔参数和磁控管状态参数的补偿量；
S2、控制磁控管的阳极电压，在离线标定参数基础上加上步骤S1获取的补偿量作为启机频率，然后在逐渐升频，以达到微波炉的快速启动。
2.根据权利要求1所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：在步骤S1中，一方面，在不超过灯丝最大电流和最大阳极电压的前提下，尽可能的维持较大的灯丝电流，另一方面，通过灯丝功率的截止负反馈辨识出系统的状态参数，做为步骤S2的补偿量。
3.根据权利要求2所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：步骤S1的计算过程如下：
(101)、采集输入电压u，根据期望的灯丝电流计算期望的发波频率fs1，
fs1＝a1u+a0
在固定的灯丝电流下，期望的发波频率fs1与输入电压u近似认为是线性关系，其中，a1和a0为线性系数，取fs1的A％作为启动频率的初始值，
fr1(0)＝A％fs1
(102)、计算第n个周期的输出频率fr1(n)并发波，采集输入电压u(n)和输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)，
fr1(n)＝fr1(n-1)+f1step
p(n)＝u(n)i(n)
其中，f1step为步骤S1的频率步进量；
当系统的功率p(n)大于灯丝功率阈值pd，记录下此时的输出频率fr1(n)，并计算频率补偿量fc1，
fc1＝fr1(n)-fr1(0)
当系统的功率p(n)大于步骤S1设定的最大功率p1max，步骤S1完成。
4.根据权利要求3所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：A％介于50％至100％之间。
5.根据权利要求3所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：A％为70％，即fr1(0)＝0.7fs1。
6.根据权利要求3所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：在步骤S2中，迅速让磁控管的阳极电压达到期望的阳极电压，达到期望的输出功率并且尽可能的抑制超调。
7.根据权利要求3所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：步骤S2的计算过程如下：
(201)、采集输入电压u，根据期望的阳极电压计算期望的发波频率fs2，
fs2＝b1u+b0
在固定的阳极电压下，期望的发波频率fs2与输入电压u近似认为是线性关系，其中，b1和b0为线性系数，取fs2的B％并加上步骤S1计算的补偿量fc1，得到实际输出频率的起始值，
fr2(0)＝B％fs2+fc1
(202)、计算第n个周期的输出频率fr2(n)并发波，采集输入电压u(n)和输入电流i(n)，计算系统的功率p(n)
fr2(n)＝fr2(n-1)+f2step
p(n)＝u(n)i(n)
其中，f2step为步骤S2的频率步进量；
当系统的功率p(n)大于步骤S2设定的最大功率p2max，步骤S2完成并退出，进入恒功率控制阶段。
8.根据权利要求7所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：B％介于50％至100％之间。
9.根据权利要求7所述的变频微波炉的快速启动方法，其特征在于：B％为70％，即fr2(0)＝0.7fs2+fc1。
10.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。
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