本文選題：感應(yīng)加熱 + 逆變器��； 參考：《華北電力大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：由于感應(yīng)加熱電源具有清潔、節(jié)約能源、工作效率高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域有著重要而廣泛的應(yīng)用,適用于金屬熔煉、熔焊、金屬熱處理等場(chǎng)合。針對(duì)感應(yīng)加熱電源工作過(guò)程中負(fù)載等效參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,從而影響感應(yīng)加熱電源高效穩(wěn)定工作的問(wèn)題,本文對(duì)高頻感應(yīng)加熱電源的鎖相控制技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。1.詳細(xì)分析比較了串聯(lián)諧振逆變器與并聯(lián)諧振逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作特性,對(duì)比了兩種逆變器各自的優(yōu)缺點(diǎn),選取串聯(lián)諧振逆變器作為本課題中感應(yīng)加熱電源的逆變部分。2.詳細(xì)分析了鎖相環(huán)各部分的基本原理,通過(guò)建立鎖相環(huán)的數(shù)學(xué)模型,分析了鎖相控制過(guò)程中的延時(shí)補(bǔ)償環(huán)節(jié)對(duì)鎖相控制性能的影響。提出了一種感應(yīng)加熱過(guò)程中負(fù)載頻率升高情況下提高鎖相控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的方法,仿真驗(yàn)證了該控制方法能有效改善感應(yīng)加熱電源的鎖相控制性能。3.分析了串聯(lián)諧振逆變器的三種工作狀態(tài),得出小感性狀態(tài)為串聯(lián)諧振逆變器的合適工作狀態(tài)。詳細(xì)分析了感性狀態(tài)下逆變器的換流過(guò)程,得出了串聯(lián)諧振逆變器的最佳工作狀態(tài),并根據(jù)直流側(cè)電壓、工作頻率、吸收電容等條件計(jì)算出了其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)鎖相角度,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。4.將模擬電路與可編程器件FPGA相結(jié)合,設(shè)計(jì)了數(shù)�；旌系碾妷弘娏麟p反饋定角鎖相控制策略。完成了基于集成鎖相環(huán)74HC4046的鎖相電路、動(dòng)態(tài)延時(shí)電路的設(shè)計(jì),采用FPGA控制芯片完成了觸發(fā)脈沖死區(qū)時(shí)間的生成以及負(fù)載電壓、電流反饋信號(hào)相位的比較。搭建了感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)感應(yīng)加熱電源的主電路結(jié)構(gòu)、功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路以及過(guò)電流保護(hù)電路與失鎖保護(hù)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的電壓電流雙反饋的定角鎖相控制策略是有效可行的。
[Abstract]:Induction heating power has many advantages, such as clean, energy saving and high working efficiency. It is widely used in industry, and is suitable for metal melting, welding, heat treatment and so on. Aiming at the problem that the equivalent parameters of the load will change during the operation of the induction heating power supply, which will affect the efficient and stable operation of the induction heating power supply, the phase-locked control technology of the high-frequency induction heating power supply is analyzed and studied in this paper. The topology and working characteristics of series resonant inverter and parallel resonant inverter are analyzed and compared in detail. The advantages and disadvantages of the two kinds of inverter are compared. The series resonant inverter is selected as the inverter of induction heating power supply in this subject. The basic principle of each part of PLL is analyzed in detail. By establishing the mathematical model of PLL, the effect of delay compensation in the process of PLL on the performance of PLL is analyzed. A method to improve the dynamic response speed of phase-locked power supply under the condition of increasing load frequency during induction heating is proposed. The simulation results show that the control method can effectively improve the phase-locked control performance of induction heating power supply. Three kinds of working states of series resonant inverter are analyzed, and it is concluded that the small inductive state is the appropriate working state of series resonant inverter. The commutation process of inverter in inductive state is analyzed in detail, the optimal working state of series resonant inverter is obtained, and the corresponding optimal phase-locked angle is calculated according to DC side voltage, working frequency, absorption capacitance and so on. The experimental results show that the theoretical analysis is correct. Combining analog circuit with FPGA, a digital analog hybrid voltage and current double feedback angle-locked control strategy is designed. The phase-locked circuit based on integrated phase-locked loop 74HC4046 and the design of dynamic delay circuit are completed. The dead-time generation of trigger pulse and the phase comparison of load voltage and current feedback signal are completed by using FPGA control chip. The main circuit structure of induction heating power supply, driving circuit of power switch device, overcurrent protection circuit and lost lock protection circuit are designed. The experimental results show that the designed voltage and current double feedback control strategy is effective and feasible.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2085367