本文關(guān)鍵詞：基于雙處理器的IGBT超音頻感應(yīng)加熱電源的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：感應(yīng)加熱電源因其加熱時間迅速,效率較高,加熱溫度高,控制易實現(xiàn)自動化等特點廣泛應(yīng)用于金屬熱處理、表面淬火等領(lǐng)域�，F(xiàn)代電力電子器件和電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,使得感應(yīng)加熱電源越來越趨向于功率大容量化、頻率高頻化,控制電路也由模擬器件電路向全數(shù)字化控制電路的形式轉(zhuǎn)變。感應(yīng)加熱技術(shù)就是利用電磁感應(yīng)原理,給需要加熱的線圈通入一定頻率的交流電,使在其周圍產(chǎn)生交變磁場,感應(yīng)出交流電壓,對工件進(jìn)行快速加熱。本課題主要以傳統(tǒng)的250KW的并聯(lián)諧振型超音頻感應(yīng)加熱電源為研究對象,對其進(jìn)行數(shù)字化的改造。采用IGBT為主功率器件,闡述了基于DSP與FPGA雙處理器的超音頻感應(yīng)加熱電源的設(shè)計。本文對感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)的各個重要組成部分的原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并通過對比,選擇合理的控制模式。本文通過DSP實現(xiàn)了雙閉環(huán)控制,完成了電流環(huán)到電壓環(huán)的切換,并采用改進(jìn)式的PI算法,使控制更加的精確。利用FPGA芯片邏輯運算的特點,產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的驅(qū)動信號。設(shè)計合理的采樣電路和保護(hù)電路,確保信號的正確性和實時性,保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本系統(tǒng)配置了顯示單元,通過串行口的通訊,利用人機界面對系統(tǒng)的運行參數(shù)及故障信息進(jìn)行實時監(jiān)控,并可通過上位機設(shè)置電源參數(shù),實現(xiàn)智能化控制。本文總體框架如下:首先對感應(yīng)加熱電源的原理進(jìn)行簡單介紹,并對國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展做了對比,同時基于本課題的改進(jìn)提出了要求。其次,通過對整個系統(tǒng)的剖析,確定了控制策略和模式,提出整體方案。接下來提出該系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案。對DSP及FPGA的芯片特性以及外圍電路均做了詳細(xì)的介紹;設(shè)計了DSP和FPGA實現(xiàn)其功能的程序;重點介紹鎖相環(huán)的原理及實現(xiàn);提出本系統(tǒng)最優(yōu)的啟動方案;本章節(jié)最后對系統(tǒng)的采集電路和保護(hù)電路進(jìn)行設(shè)計。最后,對整個系統(tǒng)的各功能模塊進(jìn)行現(xiàn)場試驗,驗證所提出的控制方案的可行性和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：超音頻感應(yīng)加熱電源 鎖相環(huán) 雙閉環(huán)控制 改進(jìn)式PI算法 DSP和FPGA
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM924.01;TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景和意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 感應(yīng)加熱電源技術(shù)的原理9-11
• 1.2.2 感應(yīng)加熱電源技術(shù)的現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 感應(yīng)加熱電源技術(shù)的發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)及安排13-17
• 1.3.1 論文的研究思路和方法13-15
• 1.3.2 本文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 超音頻感應(yīng)加熱電源的系統(tǒng)組成17-31
• 2.1 超音頻感應(yīng)加熱電源的原理17-18
• 2.2 整流電路18-20
• 2.3 濾波電路20
• 2.4 逆變電路及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-28
• 2.4.1 逆變電路的基本原理[11]20-22
• 2.4.2 逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-28
• 2.5 負(fù)載部分28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第3章 超音頻感應(yīng)加熱電源控制策略31-41
• 3.1 超音頻感應(yīng)加熱電源的架構(gòu)31-33
• 3.2 超音頻感應(yīng)加熱電源的控制策略33-35
• 3.2.1 調(diào)功方式33-34
• 3.2.2 控制策略34-35
• 3.3 控制算法35-39
• 3.3.1 PID控制原理35-36
• 3.3.2 經(jīng)典數(shù)字PID控制算法]36-37
• 3.3.3 改進(jìn)式PID控制算法37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 超音頻感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)的實現(xiàn)41-75
• 4.1 DSP硬件電路的設(shè)計41-46
• 4.1.1 DSP簡介41-43
• 4.1.2 XC2267外圍功能電路的設(shè)計43-46
• 4.2 DSP軟件功能實現(xiàn)46-51
• 4.2.1 Q碼標(biāo)定46-47
• 4.2.2 雙閉環(huán)控制的實現(xiàn)47-49
• 4.2.3 PID算法的實現(xiàn)49-51
• 4.3 FPGA模塊設(shè)計51-60
• 4.3.1 FPGA芯片簡介51
• 4.3.2 FPGA的設(shè)計方法51-53
• 4.3.3 FPGA的外圍功能電路的設(shè)計53-57
• 4.3.4 三相橋式全控整流電路的實現(xiàn)57-60
• 4.4 鎖相環(huán)的設(shè)計60-64
• 4.4.1 CD4046原理60-62
• 4.4.2 鎖相環(huán)的實現(xiàn)62-64
• 4.5 啟動電路的設(shè)計64-66
• 4.6 采樣電路的設(shè)計66-68
• 4.7 保護(hù)電路的設(shè)計68-69
• 4.7.1 過壓過流保護(hù)68-69
• 4.7.2 缺相保護(hù)69
• 4.8 人機界面系統(tǒng)的設(shè)計69-74
• 4.9 本章小結(jié)74-75
• 第5章 實驗結(jié)果及分析75-87
• 5.1 物理實驗波形75-85
• 5.2 本章小結(jié)85-87
• 結(jié)論87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93-95
• 致謝95

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曾素瓊;;鎖相環(huán)CD4046的應(yīng)用設(shè)計及研究[J];電子質(zhì)量;2012年01期

2 徐應(yīng)年;趙陽;康勇;;數(shù)字恒頻移相調(diào)功串聯(lián)諧振逆變電源的研制[J];高電壓技術(shù);2008年08期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙輝;數(shù)字式感應(yīng)加熱電源控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];西安工業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于雙處理器的IGBT超音頻感應(yīng)加熱電源的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：281680