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

【摘要】：隨著光纖通信技術的迅速發(fā)展,對光纖材料的需求不斷增大,對光纖生產中廣泛應用的大功率超音頻感應加熱電源的性能要求也不斷提高。目前國內主要采用串聯諧振感應加熱電源來生產光纖,而并聯諧振感應加熱電源以其過流保護容易、輸出接線簡便、負載阻抗匹配靈活的優(yōu)勢在光纖生產中具有很大的市場潛力。本文基于100kW/18kHz并聯型感應加熱電源進行大功率超音頻感應加熱電源關鍵技術的研究。本文首先對課題研究的背景與意義、光纖生產工藝進行簡單介紹,然后進行感應加熱電源分析,并對大功率超音頻感應加熱電源的調功方案進行研究,最終確定三相不控整流和BUCK斬波調功方案,由串、并聯型負載特性出發(fā)分析串、并聯型逆變器拓撲工作原理：其次,本文重點討論感應加熱電源的三大關鍵技術：掃頻啟振、頻率跟蹤和阻抗匹配,針對原有的感應加熱電源啟動方式,本文采用軟件掃頻啟振,頻率跟蹤采用PI-SPLL鎖相環(huán)實現頻率實時跟蹤,并進行固定重疊區(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,并對靜電耦合中的三階匹配電路,欠補償和過補償進行詳細的研究。本文在充分的理論研究基礎上進行電源的具體研發(fā)設計,并對設計進行主電路仿真、散熱仿真,最后設計研發(fā)一臺100kW/18kHz并聯型感應加熱電源樣機來進行試驗,試驗結果與仿真、理論設計相符,符合電氣設計要求,驗證了大功率感應加熱電源關鍵技術：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高速處理數字控制系統,能實現電源輸出的高穩(wěn)定度,在實際工況下能穩(wěn)定可靠運行,對國內大功率超音頻感應加熱電源的研究具有重要意義。
【關鍵詞】：感應加熱 關鍵技術 掃頻啟振 頻率跟蹤 阻抗匹配
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 光纖生產技術簡介12-14
• 1.3 本文的主要內容14-15
• 1.4 本章總結15-16
• 2 感應加熱電源分析16-26
• 2.1 感應加熱簡介16-19
• 2.1.1 感應加熱原理16-17
• 2.1.2 感應加熱器簡介17-18
• 2.1.3 感應加熱電源發(fā)展現狀18
• 2.1.4 感應加熱電源發(fā)展趨勢18-19
• 2.2 調功方式19-20
• 2.2.1 調功方式簡述19
• 2.2.2 電源調功方案分析19-20
• 2.3 串、并聯型負載及逆變器特性分析20-25
• 2.3.1 串、并聯負載特性分析20-23
• 2.3.2 串、并聯逆變器拓撲特性分析23-24
• 2.3.3 串、并聯型逆變器特性對比24-25
• 2.4 本章總結25-26
• 3 感應加熱電源關鍵技術的研究26-42
• 3.1 掃頻啟振26-28
• 3.1.1 感應加熱電源啟動簡介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40-42
• 4 并聯型大功率超音頻感應加熱電源設計42-56
• 4.1 技術要求42-43
• 4.2 總體方案43-44
• 4.3 主電路設計44-51
• 4.3.1 三相整流橋及濾波電路的設計44-46
• 4.3.2 BUCK斬波及濾波電路46-47
• 4.3.3 開路保護電路設計47-48
• 4.3.4 逆變調頻電路的設計48-49
• 4.3.5 高頻隔離變壓器的設計49-50
• 4.3.6 隔直電容的設計50
• 4.3.7 補償電容與線圈設計50-51
• 4.4 控制流程設計51-53
• 4.4.1 斬波調功方案52-53
• 4.5 電源散熱計算53-54
• 4.6 本章總結54-56
• 5 仿真及試驗結果分析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 散熱系統仿真59-62
• 5.2.1 整流橋模塊仿真結果60
• 5.2.2 BUCK模塊仿真結果60-61
• 5.2.3 逆變模塊仿真結果61-62
• 5.3 試驗結果分析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 其他測試波形66-67
• 5.4 溫升測試67-68
• 5.5 電源樣機照片68-69
• 5.6 本章總結69-70
• 6 結論70-72
• 參考文獻72-74
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果74-78
• 學位論文數據集78

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