本文關(guān)鍵詞：智能溫控高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)的研究

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【摘要】：感應(yīng)加熱作為一種新興加熱方式,與傳統(tǒng)加熱方式相比具有很多優(yōu)點。隨著國家工業(yè)化進程的發(fā)展和對環(huán)境保護的重視,感應(yīng)加熱作為一種科技含量高,無環(huán)境污染的加熱方式,正在逐漸的成為加熱領(lǐng)域中的強大的競爭對手,被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)加熱中。感應(yīng)加熱技術(shù)的核心是電磁感應(yīng)加熱電源,它的內(nèi)部整流部分、逆變部分更是研究的重點所在。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,以及新型高頻、大功率電力半導(dǎo)體器件的出現(xiàn),使現(xiàn)代感應(yīng)加熱電源逐步走向大功率、高頻化。以IGBT為逆變部分功率開關(guān)器件的電磁感應(yīng)加熱電源更是發(fā)展的重要方向,因此有必要研究感應(yīng)加熱電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及控制方法。本文詳細地介紹了電壓型串聯(lián)感應(yīng)加熱電源的主電路結(jié)構(gòu),工作原理,參數(shù)設(shè)計。并且提出了有限雙極性控制方法和頻率跟蹤控制方法,對比了兩種控制方式的優(yōu)缺點。并且利用頻率跟蹤控制方式成功設(shè)計了一臺30kW/17kHz的串聯(lián)諧振式感應(yīng)加熱電源。整流部分采用晶閘管構(gòu)成的三相橋式全控整流電路,以單片機為核心設(shè)計了數(shù)字晶閘管數(shù)字脈沖觸發(fā),通過改變相角來調(diào)節(jié)輸出功率。逆變電路采用IGBT構(gòu)成全橋電路,負(fù)載回路采用串聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)。采用SG3525芯片實現(xiàn)了對負(fù)載的頻率跟蹤控制,完成相位鎖定,實現(xiàn)了負(fù)載的阻抗匹配,提高了功率因數(shù)。通過MATLAB仿真以及實驗最終證明了此感應(yīng)加熱電源工作狀態(tài)良好。并最終設(shè)計出了智能、溫控的大功率感應(yīng)加熱系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)加熱 串聯(lián)諧振 鎖相環(huán) IGBT
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM924.01
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 緒論9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.2 論文研究的背景和意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本課題的主要內(nèi)容13-14
• 2. 串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源工作特性分析14-27
• 2.1 感應(yīng)加熱的原理14-15
• 2.2 諧振逆變器的分類15-18
• 2.3 串聯(lián)諧振負(fù)載特性分析18-20
• 2.4 串聯(lián)諧振逆變器的工作過程分析20-24
• 2.5 感應(yīng)加熱電源的總體結(jié)構(gòu)以及調(diào)功率方式24-27
• 3. 有限雙極性與頻率跟蹤兩種控制方式的對比27-41
• 3.1 有限雙極性的控制方式27-31
• 3.1.1 有限雙極性電路結(jié)構(gòu)27-28
• 3.1.2 系統(tǒng)電路的工作過程分析28-30
• 3.1.3 驅(qū)動脈沖電路的設(shè)計30-31
• 3.2 頻率跟蹤的串聯(lián)諧振控制方法31-41
• 3.2.1 鎖相環(huán)原理32-33
• 3.2.2 控制電路的設(shè)計33
• 3.2.3 軟啟動33-35
• 3.2.4 相位限制35-36
• 3.2.5 互鎖電路設(shè)計36-37
• 3.2.6 過熱過流保護電路37
• 3.2.7 IGBT驅(qū)動電路37-38
• 3.2.8 功率調(diào)節(jié)部分38-41
• 4. 感應(yīng)加熱電源的主電路設(shè)計與參數(shù)選擇41-47
• 4.1 頻率跟蹤型感應(yīng)加熱電源的主電路結(jié)構(gòu)42
• 4.2 EMI抗電磁干擾電路42-43
• 4.3 整流電路設(shè)計43-45
• 4.3.1 三相橋式全控整流電路43-44
• 4.3.2 晶閘管的參數(shù)計算44-45
• 4.4 濾波電容的選擇45
• 4.5 逆變部分設(shè)計45-47
• 4.5.1 逆變器件IGBT的選擇45
• 4.5.2 串聯(lián)諧振回路電感電容的選擇45-47
• 5. 軟件仿真以及硬件實驗波形47-56
• 5.1 MATLAB/Simulink感應(yīng)加熱系統(tǒng)的仿真47-51
• 5.2 實驗波形51-54
• 5.3 裝置照片54-56
• 6. 智能溫控大功率感應(yīng)加熱系統(tǒng)的設(shè)計56-59
• 6.1 系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)56-57
• 6.2 系統(tǒng)控制電路結(jié)構(gòu)57-59
• 7. 結(jié)論59-60
• 7.1 總結(jié)59
• 7.2 展望59-60
• 參考文獻60-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

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本文編號：1029416