CN113733536A - 一种电晕机谐振频率自动调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电晕机谐振频率自动调试方法，步骤为，S1、设置初始频率以及固定的占空比；S2、电晕机以当前频率以及占空比输出设定时间，待机器稳定；S3、计算当前有效功率值；S4、将当前有效功率值与前次有效功率值进行对比，判断当前有效功率值是否大于或等于前次有效功率值，若是则进入步骤S5，若否则进入步骤S6；S5、将当前频率按照单次变化量进行单方向变化，返回步骤S2循环；S6、将当前频率进行处理得到谐振频率并保存至电晕机内。通过该方法对谐振频率进行调试，使得电晕机工作状态发生变化之后可以迅速找到谐振频率，并长时间工作在谐振频率点(或附近)，能使得机器始终维持在最佳的工作点，稳定性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及电晕机技术领域，尤其是涉及一种电晕机谐振频率自动调试方法。
背景技术
电晕处理是一种电击处理，它使承印物的表面具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000V)，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联。表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性，这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。
传统电晕机通常采用PFM、PAM、PWM三者之一或结合的方式。但在工作现场负载间隙会有改变，放电区域温湿度也时常改变，以及被处理的物料厚度或材质经常改变，或者放电架的尺寸需要重新调整，或者电路元器件参数漂移，这些因素都会导致电晕机的输出特性与负载的电路特性不能处于最佳匹配，从而影响电晕效果甚至导致机器损坏，目前企业需要找到并调整谐振频率，需要设备提供方现场调试或者返回厂家调试，大大增加了用机成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够方便调整并使机器处于最佳工作状态的电晕机谐振频率自动调试方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案为：一种电晕机谐振频率自动调试方法，所述方法的步骤为，
S1、设置初始频率以及固定的占空比；
S2、电晕机以当前频率以及占空比输出设定时间，待机器稳定；
S3、计算当前有效功率值；
S4、将当前有效功率值与前次有效功率值进行对比，判断当前有效功率值是否大于或等于前次有效功率值，若是则进入步骤S5，若否则进入步骤S6；
S5、将当前频率按照单次变化量进行单方向变化，返回步骤S2循环；
S6、将当前频率进行处理得到谐振频率并保存至电晕机内。
进一步具体的，所述的当前频率为从大到小变化。
进一步具体的，所述的当前频率为从小到大变化。
进一步具体的，所述的步骤S3中当前有效功率值Power的计算方式为，获取电晕机母线的电压值Vdc与电流值Idc，当前有效功率值Power＝Vdc*Idc。
进一步具体的，所述的初始频率的范围为5KHz-100KHz。
进一步具体的，所述的单次变化量的范围为0.01KHz-2KHz。
进一步具体的，所述的步骤S2的设定时间的范围为100us-10s。
进一步具体的，所述的步骤S6中谐振频率的获取方法为，选取前次频率作为谐振频率。
进一步具体的，所述的步骤S6中谐振频率的获取方法为，将当前频率与前次频率求平均值获得。
本发明的有益效果是：当电晕机的工作状态发生变化之后，通过该方法对谐振频率进行调试，使得电晕机工作状态发生变化之后可以迅速找到谐振频率，并长时间工作在谐振频率点(或附近)，能使得机器始终维持在最佳的工作点，稳定性大大提高，不需要专业技能即可进行调试，使得新手也可以轻松调试，减少企业的用机成本，方便快捷。
附图说明
图1是本发明电晕机有效功率动态平衡系统的示意图；
图2是本发明电晕机有效功率动态平衡的控制方法的流程图；
图3是本发明通过软件控制的逻辑图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示一种电晕机系统，位于电晕机上的电路模块以及用于向电路模块输出控制信号的控制模块，其中，电路模块包括整流电路、滤波电路、逆变单元、变压器以及放电负载，在整流电路上接入单相或三相交流电将交流电变为直流电输入至滤波电路，之后电流通过逆变单元以及变压器向放电负载提供直流电进行电晕工作，还包括有驱动电路，驱动电路用于向逆变单元发出电压以及电流信号；控制模块包括控制器单元以及与控制器单元连接的显示单元、输入单元、报警单元、远程接口以及相应的信号反馈单元，输入单元用于向控制器单元内输入相应的参数、开机或者关机信号，显示单元通过显示屏向操作人员显示电晕机工作状态，信号反馈单元接收到电晕机实际的工作状态通过显示单元显示以及报警单元进行报警，远程接口可以通过网络实现远程控制输入等操作。
以上述系统为基础，为了保证在工作状态发生变化之后，能够尽快找到变化后的谐振频率，故在电晕机母线上设置电压传感器以及电流传感器，电压传感器采集电晕机母线的电压信号，电流传感器采集电晕机母线的电流信号，电压信号与电流信号均传输至控制器单元并在控制器单元内进行处理，处理后的到谐振频率并存储于只读存储器内。
上述控制器单元采用单片机、DSP芯片、CPLD芯片或者FPGA芯片。
基于上述系统，提供一种电晕机谐振频率自动调试方法，随着频率的单方向增加或者减少，有效功率值会先变大后变小，在转折点的频率为最佳谐振频率，如图2所示该调试方法的步骤为，
S1、设置初始频率以及固定的占空比，初始频率可以有两种设置方式，第一种初始频率设置较高数值，其范围为20KHz-100KHz，此时当前频率从大到小进行变化；第二种初始频率设置较低数值，其范围为5KHz-20KHz，此时当前频率从小到大进行变化；而占空比的设置根据需要设置为相应的固定值，在本方案中占空比为0.4。
S2、电晕机以当前频率以及占空比输出设定时间，该设定时间为一个较短的时间，该设定时间范围为100us-10s，根据电晕机的特性设定时间为1s，其主要目的是待机器运行稳定；
S3、计算当前有效功率值，当前有效功率值Power的计算方式为，获取电晕机母线的电压值Vdc与电流值Idc，当前有效功率值Power＝Vdc*Idc；
S4、将当前有效功率值与前次有效功率值进行对比，判断当前有效功率值是否大于或等于前次有效功率值，若是则进入步骤S5，若否则进入步骤S6；
S5、将当前频率按照单次变化量进行单方向变化，返回步骤S2循环；其中，若初始频率设置为较高数值，此时当前频率从大到小变化，即当前频率减掉一个单次变化量；若初始频率设置为较低数值，此时当前频率从小到大变化，即当前频率增加一个单次变化量，该单次变化量的范围为0.01KHz-2KHz，优选为0.1KHz。
S6、将当前频率进行处理得到谐振频率并保存至电晕机内；谐振频率的获取方式可以有多种，其主要目的是尽量靠近最佳谐振频率，可以选取当前频率作为谐振频率，也可以选取前次频率作为谐振频率，也可以将当前频率与前次频率求平均值作为谐振频率。
基于上系统与方法，通过软件来实现自动调试，如图3所示具体实施例如下：
第一步，电晕机开机，软件程序初始化；
第二步，判断调试指令是否开启(通过设定按钮进行控制)，若是进入第三步开始调试，若否则进入电晕机正常工作流程；
第三步，在控制器单元内初始化两个功率值变量Power0和Power1，并将0分别赋值给Power0和Power1，即Power0＝0，Power1＝0，将一个固定的占空比Q赋值给Dout，即Dout＝Q，同时设置一个初始频率常数F0赋值给Fout，即Fout＝F0，此处的初始频率常数为一个较大的数值；
第四步，控制器单元按照Fout与Dout输出驱动脉冲信号用于驱动电晕机运行；
第五步，电晕机运行等待一个短时间，目的是等待电晕机输出状态稳定；
第六步，电压传感器采集到电晕机母线的电压值并通过数模转换电路将模拟信号转换成数字信号至控制器单元，电流传感器采集到电晕机母线的电流值并通过数模转换电路将模拟信号转换成数字信号至控制器单元；
第七步，控制器单元将得到的电压值Vdc与电流值Idc，按照公式Power＝Vdc*Idc计算得到当前频率下的有效功率赋值给Power1，并将前次频率下的有效功率赋值给Power0；
第八步，将Power0与Power1进行对比，判断Power1≥Power0是否成立，若成立则说明有效功率还处于上升阶段，还未达到最大值，此时进入第九步调整当前频率，若不成立则说明有效功率已经达到了最大值开始进入下降阶段，此时进入第十步寻找靠近最大有效功率的频率值为谐振频率；
第九步，将当前频率减去一个单步变化量F_STEP，并将得到的频率值赋值给Fout，之后返回第四步进行循环；具体的说，第一次循环调整当前频率时，Fout＝F0-F_STEP，第二次循环调整当前频率时，Fout＝F0-F_STEP-F_STEP(Fout＝F0-2F_STEP)，第三次循环为Fout＝F0-3F_STEP，以此类推，Fout＝Fout-F_STEP；
第十步，将前次频率作为谐振频率保存在电晕机内的只读存储器ROM内；具体在控制器单元内，需要将当前频率变为前次频率，即F_RES＝Fout+F_STEP，将赋值后的F_RES保存在只读存储器内。
此时调试过程结束，找到了在电晕机的参数变化后的谐振频率，在电晕机正常工作运行时，可直接调运该谐振频率输出。
在设定按钮生效以后，电晕机按照一个较高的初始频率发出脉冲信号，控制器单元通过模数转换电路将采样得到的电晕机母线电流值和电压值，在控制器单元中进行运算，获得当前频率下的有效功率，然后控制器单元按照一定的步长减小输出频率，同时控制器单元计算当前的有效功率，随着频率的降低，输出功率逐渐增大，当到达一定的有效功率后，有效功率会开始变小，控制器单元记录下了这个最高点对应的频率，这就是放电系统的最佳谐振频率。电晕机工作在最佳谐振频率(或者附近)处，能获得最大的输出效率。
当放电负载的参数改变时，只要按住设定按钮，机器自动进入调试状态，经过一分钟左右，机器自动寻找到最佳的输出工作点，并把最佳参数保存在只读存储器中。这样，能保证机器处于最佳工况，大大减小了机器的故障率，保证机器性能稳定。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述方法的步骤为，
S1、设置初始频率以及固定的占空比；
S2、电晕机以当前频率以及占空比输出设定时间，待机器稳定；
S3、计算当前有效功率值；
S4、将当前有效功率值与前次有效功率值进行对比，判断当前有效功率值是否大于或等于前次有效功率值，若是则进入步骤S5，若否则进入步骤S6；
S5、将当前频率按照单次变化量进行单方向变化，返回步骤S2循环；
S6、将当前频率进行处理得到谐振频率并保存至电晕机内。
2.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的当前频率为从大到小变化。
3.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的当前频率为从小到大变化。
4.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的步骤S3中当前有效功率值Power的计算方式为，获取电晕机母线的电压值Vdc与电流值Idc，当前有效功率值Power＝Vdc*Idc。
5.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的初始频率的范围为5KHz-100KHz。
6.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的单次变化量的范围为0.01KHz-2KHz。
7.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的步骤S2的设定时间的范围为100us-10s。
8.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的步骤S6中谐振频率的获取方法为，选取前次频率作为谐振频率。
9.根据权利要求1所述的电晕机谐振频率自动调试方法，其特征在于，所述的步骤S6中谐振频率的获取方法为，将当前频率与前次频率求平均值获得。
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