本文關(guān)鍵詞：基于DSP的串聯(lián)式中頻電源控制系統(tǒng)的研究

  更多相關(guān)文章： 串聯(lián)諧振 中頻電源 TMS320F28335 單極性SPWM控制

【摘要】：本論文對(duì)中頻加熱電源的基本結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行了分析,并對(duì)比了串聯(lián)式中頻電源和并聯(lián)式中頻電源各自的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇以串聯(lián)式中頻加熱電源為研究對(duì)象。中頻電源整流部分用二極管不控整流,逆變部分采用IGBT單相全控觸發(fā)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于傳統(tǒng)的電源控制方式常常存在輸出電壓諧波含量大的問(wèn)題,本文針對(duì)此問(wèn)題提出了一種新的控制方法,將SPWM脈寬調(diào)制方法應(yīng)用于感應(yīng)加熱電源中,從而極大的降低了輸出電壓諧波含量。并通過(guò)Matlab仿真軟件搭建了系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制模型,所得仿真結(jié)果較好的驗(yàn)證了該方案的可行性。在理論分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)電源系統(tǒng)數(shù)字化控制進(jìn)行分析研究,設(shè)計(jì)了圍繞TMS320F28335型號(hào)DSP為核心的數(shù)字化中頻電源控制系統(tǒng),并設(shè)計(jì)數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)負(fù)載同頻率跟蹤,從而達(dá)到整機(jī)效率最大化�？刂茖�(shí)現(xiàn)的是雙閉環(huán)控制策略,功率外環(huán)可以穩(wěn)定輸出功率,而頻率內(nèi)環(huán)可以使輸出電壓、電流同相位。此外,還設(shè)計(jì)了功率管的驅(qū)動(dòng)電路及一些外圍保護(hù)電路。本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)一臺(tái)5KW串聯(lián)諧振式中頻感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī),以DSP為控制核心根據(jù)單極性SPWM的控制算法進(jìn)行軟件編寫和系統(tǒng)硬件調(diào)試工作。最終所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真一致,很好的驗(yàn)證了SPWM控制策略和數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)在中頻加熱電源中使用的可行性。實(shí)驗(yàn)表明,該項(xiàng)控制策略在串聯(lián)諧振式中頻感應(yīng)加熱電源里可以使得輸出波形更易于接近正弦波,提高了電能質(zhì)量和供電性能。
【關(guān)鍵詞】：串聯(lián)諧振 中頻電源 TMS320F28335 單極性SPWM控制
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 中頻電源簡(jiǎn)介8
• 1.2 研究背景8-9
• 1.3 課題研究意義9-10
• 1.4 國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.4.1 國(guó)外感應(yīng)加熱電源現(xiàn)狀10
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)感應(yīng)加熱電源現(xiàn)狀10
• 1.4.3 感應(yīng)加熱電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.5 中頻電源的數(shù)字化控制的優(yōu)越性11-12
• 1.6 論文的主要工作12-13
• 2 感應(yīng)加熱電源的基本原理和結(jié)構(gòu)13-33
• 2.1 感應(yīng)加熱原理13-20
• 2.1.1 感應(yīng)加熱理論基礎(chǔ)13-15
• 2.1.2 感應(yīng)加熱的三個(gè)效應(yīng)15-18
• 2.1.3 感應(yīng)加熱的頻率18-20
• 2.2 數(shù)字化中頻電源總體構(gòu)成20-22
• 2.2.1 中頻電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2.2 感應(yīng)加熱電源的負(fù)載結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3 整流電路分析設(shè)計(jì)22
• 2.3.1 三相橋式不控整流電路22
• 2.4 逆變電路分析設(shè)計(jì)22-25
• 2.4.1 串、并聯(lián)諧振逆變器拓?fù)鋵?duì)比分析22-25
• 2.5 中頻感應(yīng)加熱負(fù)載分析25-31
• 2.5.1 負(fù)載等效電路25-27
• 2.5.2 串聯(lián)負(fù)載振蕩回路27-28
• 2.5.3 串聯(lián)振蕩回路的頻率特性28-30
• 2.5.4 負(fù)載在加熱過(guò)程中的變化30-31
• 2.6 串聯(lián)式一托二中頻感應(yīng)電爐簡(jiǎn)介31-33
• 3 系統(tǒng)的控制算法和波形仿真分析33-45
• 3.1 串聯(lián)諧振逆變器的輸出參數(shù)33-34
• 3.2 逆變器的輸出控制策略34-37
• 3.2.1 PI控制34-35
• 3.2.2 無(wú)差拍控制35-36
• 3.2.3 滑�？刂�36
• 3.2.4 智能控制36-37
• 3.3 SPWM控制原理37-39
• 3.3.1 雙極性SPWM控制方式37
• 3.3.2 單極性SPWM控制方式37-38
• 3.3.3 SPWM的調(diào)制方式38-39
• 3.4 SPWM逆變器死區(qū)效應(yīng)39-40
• 3.5 PI調(diào)節(jié)模塊40-41
• 3.6 頻率跟蹤技術(shù)41-42
• 3.7 系統(tǒng)波形仿真42-45
• 3.7.1 系統(tǒng)控制流程42-43
• 3.7.2 Matlab中系統(tǒng)仿真模型搭建43-45
• 4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)45-54
• 4.1 感應(yīng)加熱電源的技術(shù)參數(shù)45
• 4.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)45-48
• 4.2.1 三相橋式不控整流器相關(guān)參數(shù)計(jì)算45-47
• 4.2.2 逆變器開關(guān)功率器件的選取與相關(guān)參數(shù)計(jì)算47-48
• 4.3 IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.4 輸出電壓、電流取樣檢測(cè)電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.5 保護(hù)電路50-51
• 4.5.1 輸出過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.5.2 復(fù)位及欠壓保護(hù)電路51
• 4.6 輸出電壓、電流同步方波轉(zhuǎn)換電路51-52
• 4.7 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)52-53
• 4.8 DSP硬件接口電路53-54
• 5 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-61
• 5.1 F28335芯片及軟件開發(fā)環(huán)境介紹54-55
• 5.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)55-61
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)55
• 5.2.2 定時(shí)器中斷程序55-56
• 5.2.3 A/D轉(zhuǎn)換程序56
• 5.2.4 SPWM波產(chǎn)生程序56-58
• 5.2.5 DSP中實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償死區(qū)效應(yīng)58-59
• 5.2.6 在DSP中頻率跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)59-60
• 5.2.7 eCAP捕獲模塊60-61
• 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-64
• 6.1 實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介61
• 6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證61-63
• 6.3 實(shí)驗(yàn)小結(jié)63-64
• 7 結(jié)論與展望64-65
• 7.1 結(jié)論64
• 7.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄69

【相似文獻(xiàn)】

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