全數(shù)字控制大功率感應(yīng)加熱電源的研究
本文關(guān)鍵詞：全數(shù)字控制大功率感應(yīng)加熱電源的研究
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【摘要】：感應(yīng)加熱電源以其環(huán)保、節(jié)能和高效等優(yōu)勢而廣泛用于現(xiàn)代生活與生產(chǎn)中。本文首先以感應(yīng)加熱電源常用的半/全橋拓?fù)錇檠芯繉ο?分析了其工作原理以及LC串聯(lián)諧振特點(diǎn),總結(jié)對比了調(diào)頻調(diào)功、脈沖密度調(diào)功、直流斬波調(diào)功等幾種主要的調(diào)功方式以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),得出了采用組合調(diào)功方式可以有效提高全功率范圍內(nèi)系統(tǒng)效率的結(jié)論。針對高頻大功率應(yīng)用場合,提出了基于中心抽頭變壓器的倍頻式感應(yīng)加熱電源拓?fù)洹２捎媒Y(jié)構(gòu)對稱的兩個半橋,共用諧振電容的方式,使得負(fù)載輸出頻率為開關(guān)管工作頻率的二倍,詳細(xì)分析了所有工作模式及相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計,分析了軟開關(guān)工作特性、功率損耗來源和功率調(diào)節(jié)方式。針對傳統(tǒng)的模擬控制方法頻率跟蹤范圍較窄、可靠性差、不方便調(diào)試修改、動態(tài)響應(yīng)較慢等缺點(diǎn),本設(shè)計采用全數(shù)字化的控制系統(tǒng)�；跀�(shù)字信號處理芯片TMS320F28335設(shè)計了新型的電壓電流相位差軟件檢測方法、采用了有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器和分階段響應(yīng)的軟件鎖相環(huán)程序,測試結(jié)果表明該方法可以精確有效地檢測諧振電壓和電流的相位差、軟件鎖相環(huán)可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)負(fù)載頻率跟蹤。設(shè)計了基于直流Buck斬波的調(diào)功算法,以斬波IGBT的占空比為直接控制變量,采用PI調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱電源的功率控制。設(shè)計了整機(jī)的控制軟件,包括狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換、中斷子程序響應(yīng)、故障響應(yīng)程序,詳細(xì)分析了它們的控制流程�；谏鲜龇治�,對倍頻式電源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,500W小功率電源的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、理論分析的正確性。進(jìn)而制作了一臺全數(shù)字化控制的100kW/6.2kHz大功率感應(yīng)加熱電源工程樣機(jī),樣機(jī)測試結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)字化直流斬波調(diào)功、基于軟件鎖相環(huán)的頻率跟蹤算法以及整機(jī)軟件控制系統(tǒng)的可行性,最終實(shí)現(xiàn)大功率感應(yīng)加熱電源的全數(shù)字化控制。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)加熱 LC串聯(lián)諧振 倍頻拓?fù)?/strong> 數(shù)字控制 軟件鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(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5-6
- Abstract6-9
- 第一章 緒論9-12
- 1.1 研究工作的背景與意義9-10
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-11
- 1.3 本文的主要研究內(nèi)容11-12
- 第二章 感應(yīng)加熱電源基礎(chǔ)12-23
- 2.1 電源系統(tǒng)設(shè)計12-13
- 2.2 逆變拓?fù)浞治?/span>13-18
- 2.2.1 半橋逆變14-15
- 2.2.2 全橋逆變15-16
- 2.2.3 串聯(lián)諧振槽路16-18
- 2.3 功率控制18-22
- 2.3.1 調(diào)頻調(diào)功19
- 2.3.2 脈沖密度調(diào)功19-21
- 2.3.3 直流斬波調(diào)功21-22
- 2.4 本章小結(jié)22-23
- 第三章 倍頻感應(yīng)加熱電源研究23-37
- 3.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-24
- 3.2 狀態(tài)分析24-28
- 3.3 等效電路分析28-31
- 3.4 調(diào)功方式31-32
- 3.5 ZVS軟開關(guān)分析32-34
- 3.6 功率損耗分析34-36
- 3.7 本章小結(jié)36-37
- 第四章 感應(yīng)加熱電源數(shù)字化控制37-51
- 4.1 一次電路37-41
- 4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)37
- 4.1.2 整流機(jī)柜37-39
- 4.1.3 斬波機(jī)柜39-40
- 4.1.4 逆變機(jī)柜40-41
- 4.2 控制電路41-46
- 4.2.1 控制器41-42
- 4.2.2 電流電壓檢測42-44
- 4.2.3 相位差檢測44-46
- 4.3 軟件設(shè)計46-50
- 4.3.1 主程序46-48
- 4.3.2 中斷子程序48-50
- 4.4 本章小結(jié)50-51
- 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析51-57
- 5.1 倍頻拓?fù)潋?yàn)證51-54
- 5.2 工程樣機(jī)測試54-57
- 第六章 全文總結(jié)與展望57-58
- 6.1 全文總結(jié)57
- 6.2 后續(xù)工作展望57-58
- 致謝58-59
- 參考文獻(xiàn)59-63
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果63-64
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，本文編號：531122
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