隨著高頻感應加熱電源的廣泛應用,頻率跟蹤控制的重要性越來越凸顯。針對感應加熱電源中傳統(tǒng)模擬頻率跟蹤控制電路頻率跟蹤范圍小,而數(shù)字頻率跟蹤控制電路硬件成本高,程序復雜不易實施等問題,本文提出了一種基于STM32單片機、CD4046和SG3525的數(shù)字模擬復合頻率跟蹤控制電路的方法。通過數(shù)字模擬復合頻率跟蹤控制的方法,克服了傳統(tǒng)頻率跟蹤控制電路頻率跟蹤范圍窄電子元器件易磨損,數(shù)字頻率跟蹤控制電路價額昂貴,研發(fā)成本高等缺點。論文首先通過搭建高頻感應加熱電源主電路回路,介紹并分析了幾種調(diào)功方案,并針對本文進行針對性的選擇,給出了實現(xiàn)頻率跟蹤的硬件和軟件設計方案。通過Matlab/Simulink仿真及搭載實驗,結(jié)果表明,運用該數(shù)字模擬復合式頻率跟蹤控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)對頻率快速準確的跟蹤,頻率跟蹤范圍廣,硬件成本低,結(jié)構(gòu)簡單,易于實現(xiàn)。
【學位單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TN86
【部分圖文】：

２．１感應加熱電源主回路設計??高頻感應加熱電源有整流環(huán)節(jié)，濾波環(huán)節(jié)，逆變環(huán)節(jié)和負載構(gòu)成，結(jié)構(gòu)框圖??如圖２．１所示。本設計中整流部分采用Ｈ相不可控整流電路，將Ｈ相電整流成直??流，濾波后，再通過電壓型逆變器逆變成高頻交流電輸出給負載。本設計中控制??部分電路主要由ＳＴＭ３２單片機構(gòu)成，主要實現(xiàn)頻率跟蹤、監(jiān)控、顯示等功能。??逆巧電路??Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?????１?Ｋ??????｜ａＣ????＾相電源?？巧流電巧?？巧波電巧Ｊ——？逆變電路?？巧振阿路￣？巧我??????Ｉ?Ｉ??Ｉ?ｎ?￣￣￣￣?＇??Ｉ??Ｉ??拴制電路?＜???圖２．１加熱電源主電路結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．２．１?Ｈｅａｔｉｎｇ?ｐｏｗｅｒ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??根據(jù)實驗的的需要，設計加熱電源主電路整流部分采用不可控整流電路，逆??變器部分采用電壓型逆變電路，負載電路采用串聯(lián)諧振。在本試驗中搭建的加熱??電源參數(shù)設計如下：??加熱電源的輸入電壓為：３８０／５０／／Ｚ；額定的輸出功率為：／＾、，＝７０ＡＴ；加熱電??源輸出頻率為：／ｗ＝２〇ＷＺ；??２．２整流電路的參數(shù)計算與設計??２．２．１整流電路的分析??整流電路的主要功能是將電網(wǎng)的交流電通過整流轉(zhuǎn)換成直流。對于感應加熱??電源來講，整流電路需要將整流輸出的直流送到逆變器的輸入端，逆變器相當于??加熱電源中整流電路的負載，所Ｗ，對于加熱電源的整流電路需要具備Ｗ下幾點??要求：??（１）整流電路的輸出夠滿足感應加熱的生產(chǎn)要求

ａ）逆變器電流輸出特性?ｂ）輸出的脈沖控制波形??圖２．１１脈沖密度控制原理圖??Ｆｉｇ．２．１１?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?Ｐ山ｓｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ??改變脈沖密度調(diào)功的工作原理如圖２．１１所示，脈沖密度控制調(diào)功電路如圖??２．口所示。假設一個脈沖密度調(diào)功控制的一個時間周期為ｒ，逆變器ＩＧＢＴ工作??的時間為７：。，在逆變器工作的時間ｒ。。內(nèi)，ＩＧＢＴ巧、Ｆ７；和ｆＴ；、Ｆ７；交替輪流??導通，圖２．１３所示為對應在Ｌ的周期內(nèi)逆變電路工作換流過程，在７；ｗ時間內(nèi)，??巧、脈沖控制信號被封鎖，同時負載諧振電流通過ｒｒ；和Ｆ７；，圖２．１４所示??為一路脈沖控制不工作時，逆變器的環(huán)流過程。??＋??四岳；巧?四岳；叫??Ｕ，?ａ?戸占□￣￣＾ＹＹＹ＾＿｜｜＿?ｂ??—?？?Ｃ?Ｊ￣￣??四奇Ｊ；嗎ｉ。?四巧Ｊ啤??圖２．１２脈沖密度逆變控制主電路拓撲??Ｆｉｇ．２．１２?Ｐｕｌｓｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｙｏｕ?ｇｅｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?化ｐｏｌｏｇｙ??

圖２．１４?周期內(nèi)換流??Ｆｉｇ．２．１４?Ｔｇｆｆ?ｃｙｃｌｅ?ｉｎ?ｆｌｏｗ??當逆變器的負載電路發(fā)生諧振時，只考慮加載負載兩端的逆變器輸出電壓，??負載的回路方程可Ｌ；；表示為：??Ｌ——Ｈ—Ｊｉｇｄｔ?＋?Ｒｉ＾?———?ｓｉｎ?ｃｏｔ?（２．１６）??ｄｔ?Ｃ?ｎ??其中，＂?＝?Ｗｒ＝ｌ／（ＺＣ）ｌ。??假設諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為０，０?＝?ｗ＾／Ｗ？ｌ，所レッ，逆變器輸出給諧振??負載電路的諧振電流為：??ＭＪ．?（?－Ｖ??�。�?＝—＾?１－ｅ?２ｉ?ｓｉｎ?ｃｏｔ?（２．１７）??兀Ｈ?Ｊ??從圖２．１１中可Ｗ看出，逆變器中負載諧振的輸出電流包絡線為一階響應，??
【引證文獻】

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1 安慧林;具有頻率跟蹤的磁耦合諧振式無線電能傳輸技術研究[D];遼寧工程技術大學;2016年

本文編號：2845073