發(fā)布時(shí)間：2017-05-21 13:03

  本文關(guān)鍵詞：大功率超音頻感應(yīng)加熱電源關(guān)鍵技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)光纖材料的需求不斷增大,對(duì)光纖生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的大功率超音頻感應(yīng)加熱電源的性能要求也不斷提高。目前國(guó)內(nèi)主要采用串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源來(lái)生產(chǎn)光纖,而并聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源以其過(guò)流保護(hù)容易、輸出接線簡(jiǎn)便、負(fù)載阻抗匹配靈活的優(yōu)勢(shì)在光纖生產(chǎn)中具有很大的市場(chǎng)潛力。本文基于100kW/18kHz并聯(lián)型感應(yīng)加熱電源進(jìn)行大功率超音頻感應(yīng)加熱電源關(guān)鍵技術(shù)的研究。本文首先對(duì)課題研究的背景與意義、光纖生產(chǎn)工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,然后進(jìn)行感應(yīng)加熱電源分析,并對(duì)大功率超音頻感應(yīng)加熱電源的調(diào)功方案進(jìn)行研究,最終確定三相不控整流和BUCK斬波調(diào)功方案,由串、并聯(lián)型負(fù)載特性出發(fā)分析串、并聯(lián)型逆變器拓?fù)涔ぷ髟恚浩浯?本文重點(diǎn)討論感應(yīng)加熱電源的三大關(guān)鍵技術(shù)：掃頻啟振、頻率跟蹤和阻抗匹配,針對(duì)原有的感應(yīng)加熱電源啟動(dòng)方式,本文采用軟件掃頻啟振,頻率跟蹤采用PI-SPLL鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率實(shí)時(shí)跟蹤,并進(jìn)行固定重疊區(qū)和最佳輸出相角控制,阻抗匹配主要是常用的電磁耦合和靜電耦合,并對(duì)靜電耦合中的三階匹配電路,欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償進(jìn)行詳細(xì)的研究。本文在充分的理論研究基礎(chǔ)上進(jìn)行電源的具體研發(fā)設(shè)計(jì),并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行主電路仿真、散熱仿真,最后設(shè)計(jì)研發(fā)一臺(tái)100kW/18kHz并聯(lián)型感應(yīng)加熱電源樣機(jī)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果與仿真、理論設(shè)計(jì)相符,符合電氣設(shè)計(jì)要求,驗(yàn)證了大功率感應(yīng)加熱電源關(guān)鍵技術(shù)：掃頻啟振控制策略、PI-SPLL頻率跟蹤控制策略、阻抗匹配�；贒SP芯片TMS320F28335高速處理數(shù)字控制系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)電源輸出的高穩(wěn)定度,在實(shí)際工況下能穩(wěn)定可靠運(yùn)行,對(duì)國(guó)內(nèi)大功率超音頻感應(yīng)加熱電源的研究具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)加熱 關(guān)鍵技術(shù) 掃頻啟振 頻率跟蹤 阻抗匹配
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM924.01;TN86
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-16
• 1.1 課題背景及意義12
• 1.2 光纖生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)介12-14
• 1.3 本文的主要內(nèi)容14-15
• 1.4 本章總結(jié)15-16
• 2 感應(yīng)加熱電源分析16-26
• 2.1 感應(yīng)加熱簡(jiǎn)介16-19
• 2.1.1 感應(yīng)加熱原理16-17
• 2.1.2 感應(yīng)加熱器簡(jiǎn)介17-18
• 2.1.3 感應(yīng)加熱電源發(fā)展現(xiàn)狀18
• 2.1.4 感應(yīng)加熱電源發(fā)展趨勢(shì)18-19
• 2.2 調(diào)功方式19-20
• 2.2.1 調(diào)功方式簡(jiǎn)述19
• 2.2.2 電源調(diào)功方案分析19-20
• 2.3 串、并聯(lián)型負(fù)載及逆變器特性分析20-25
• 2.3.1 串、并聯(lián)負(fù)載特性分析20-23
• 2.3.2 串、并聯(lián)逆變器拓?fù)涮匦苑治?/span>23-24
• 2.3.3 串、并聯(lián)型逆變器特性對(duì)比24-25
• 2.4 本章總結(jié)25-26
• 3 感應(yīng)加熱電源關(guān)鍵技術(shù)的研究26-42
• 3.1 掃頻啟振26-28
• 3.1.1 感應(yīng)加熱電源啟動(dòng)簡(jiǎn)介26
• 3.1.2 掃頻啟振26-28
• 3.2 頻率跟蹤28-36
• 3.2.1 逆變器工作原理28-30
• 3.2.2 PI-SPLL鎖相環(huán)30-33
• 3.2.3 最佳輸出相角控制策略33-36
• 3.3 負(fù)載阻抗匹配36-40
• 3.3.1 電磁耦合36-37
• 3.3.2 靜電耦合37-40
• 3.4 本章總結(jié)40-42
• 4 并聯(lián)型大功率超音頻感應(yīng)加熱電源設(shè)計(jì)42-56
• 4.1 技術(shù)要求42-43
• 4.2 總體方案43-44
• 4.3 主電路設(shè)計(jì)44-51
• 4.3.1 三相整流橋及濾波電路的設(shè)計(jì)44-46
• 4.3.2 BUCK斬波及濾波電路46-47
• 4.3.3 開(kāi)路保護(hù)電路設(shè)計(jì)47-48
• 4.3.4 逆變調(diào)頻電路的設(shè)計(jì)48-49
• 4.3.5 高頻隔離變壓器的設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.6 隔直電容的設(shè)計(jì)50
• 4.3.7 補(bǔ)償電容與線圈設(shè)計(jì)50-51
• 4.4 控制流程設(shè)計(jì)51-53
• 4.4.1 斬波調(diào)功方案52-53
• 4.5 電源散熱計(jì)算53-54
• 4.6 本章總結(jié)54-56
• 5 仿真及試驗(yàn)結(jié)果分析56-70
• 5.1 主電路仿真56-59
• 5.1.1 母線LC濾波后電壓57
• 5.1.2 BUCK平波電抗電流波形57-58
• 5.1.3 逆變及輸出仿真波形58-59
• 5.2 散熱系統(tǒng)仿真59-62
• 5.2.1 整流橋模塊仿真結(jié)果60
• 5.2.2 BUCK模塊仿真結(jié)果60-61
• 5.2.3 逆變模塊仿真結(jié)果61-62
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析62-67
• 5.3.1 電源掃頻啟振62-63
• 5.3.2 頻率跟蹤與阻抗匹配63-66
• 5.3.3 其他測(cè)試波形66-67
• 5.4 溫升測(cè)試67-68
• 5.5 電源樣機(jī)照片68-69
• 5.6 本章總結(jié)69-70
• 6 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

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本文編號(hào)：383705