針對(duì)常規(guī)水冷銅管式感應(yīng)加熱電源存在加熱效率低、均勻性差且電源啟動(dòng)緩慢等問題,本文采用了一種帶U型磁軛探頭的激勵(lì)電源,并對(duì)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電路及頻率跟蹤控制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。首先,闡述了脈沖渦流熱成像的檢測(cè)機(jī)理,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合脈沖渦流熱成像對(duì)激勵(lì)源的功率密度、啟動(dòng)時(shí)間、加熱均勻性等特殊要求,提出了一種大功率脈沖式感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)方案。采用一種帶U型磁軛的激勵(lì)線圈結(jié)構(gòu)作為負(fù)載探頭,并利用COMSOL 5.2進(jìn)行探頭和試樣的電磁熱耦合仿真分析;采用理論分析對(duì)電源各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的介紹和計(jì)算,利用Pspice對(duì)串聯(lián)諧振電路的工作狀態(tài)以及緩沖電路對(duì)尖峰電壓吸收效果進(jìn)行仿真研究;設(shè)計(jì)了基于KA962F的驅(qū)動(dòng)電路并仿真分析寄生參數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的影響。其次,針對(duì)傳統(tǒng)全數(shù)字鎖相環(huán)頻率跟蹤技術(shù)存在穩(wěn)定性差和抗干擾能力弱以及不能人為設(shè)置頻率跟蹤策略等問題,提出了一種基于FPGA的改進(jìn)型全數(shù)字定角頻率跟蹤技術(shù),在此基礎(chǔ)上對(duì)改進(jìn)型定角頻率跟蹤技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的理論分析;建立了控制系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù),并仿真分析了品質(zhì)因數(shù)、啟動(dòng)頻率和頻率步進(jìn)值等不同參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響。最后,在上述理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上,研制了一臺(tái)20kHz/10kW的脈沖式感應(yīng)加熱電源樣機(jī),對(duì)電源性能進(jìn)行了測(cè)試,并將其應(yīng)用于脈沖渦流熱成像實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電源驅(qū)動(dòng)電路性能穩(wěn)定,同時(shí)改進(jìn)型定角頻率跟蹤技術(shù)能在5 ms內(nèi)快速的實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤,并且能檢測(cè)出深度為0.5 mm長(zhǎng)度為5mm微小金屬裂紋。
【學(xué)位單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN86

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