文档介绍：要捅本文以感应加热电源为研究对象,简单介绍了感应加热电源技术的基本原理、分类以及发展趋势。对感应加热电源逆变侧常用的两种拓扑结构进行了分析,对电流型逆变器和电压型逆变器作了比较分析,并根据本设计要求进行了选择,又分析了感应加热电源的各种调功方式。例举了整流侧调功和逆变侧调功的几种常用方法,在对比分析几种功率调节方式的基础上,提出了整流侧斩波调功的方法。鉴于硬开关方式带来的损耗,设计了软开关斩波电路,并提出了基于氖諴鹘诜椒āM鄙杓屏说缌闭环控制系统,将感应加热电源的功率控制问题转化为斩波器的电流控制问题。另外,按照感应加热电源大功率化的要求,斩波环节设计了多重化的结构,也使得斩波输出电流更平稳,谐波分量更小。最后,还分析了感应加热电源逆变器工作原理,针对感应加热逆变器必须工作在谐振状态下,且频率高达的特点,设计了专门的高速驱动电路,并分析了锁相环的基木原理,利用集成锁相环器件设计了逆变器频率跟踪系统,使逆变器始终保持在功率因数近似为淖刺鹿ぷ鳎迪值缭吹母咝运行。木文第五章设计了一台的软开关斩波调功的感应加热电源实验样机,其中斩波器频率为姹淦鞴ぷ髌德饰刂坪诵牟捎肨镜控制芯片,简化了系统结构。实验结果表明,软开关斩波可以明显减小开关损耗,多重化斩波可以有效减小斩波输出电流谐波分量。文章给出了整机的结构设计,直流斩波部分控制框图,逆变控制框图,驱动电路的设计和保护电路的设计。同时给出了关键电路的仿真和实验波形。论文最后,对本课题所做的工作做了一个简单的总结。关键词:高频感应加热,软开关,串联谐振,锁相环,并联逆变器摘要
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蹦㈣历第一章概述㈤·,感应加热电源的基本知识高频感应加热技术的现状与发展趋势工件局部瞬时迅速发热,进而达到工业加热的目的【。因而感应加热电源是利用涡流对导体中产牛的热量大部分集中在电流透入深度凇】【俊感应加热本质上的特征是由初级线圈中的交变电流引起闭合的次级线圈中磁通量的变化。感应加热所遵循的丰要依据是:电磁感应、“集肤效应”和热传导三项基本原理。电流通过线圈产生交变的磁场,当磁场内磁力线通过待加热金属工件时,交变的磁力线穿透金属工件形成回路,故在其横截面内产牛感应电流,此电流称为涡流,可使待加热置于交变磁场中的工件进行加热的装置。感应线圈中流过的电流越大,其产生的磁通也就越大,因此提高感应线圈中的电流可以使工件中产牛的涡流加大;同样提高工作频率也会使工件中的感应电流加大,从而增加发热效果,使工件升温更快。另外,涡流的大小与金属的截面大小、截面形状、导电率、导磁率以及透入深度有关。涡流密度由于集肤效应的作用,使其在工件中的分布从表面向里面衰减,其衰减大致呈指数规律变化。工程上通常规定当导体电流密度由表面向里面衰减到数值等于表面电流密度的倍时,该处到表面的距离莆5缌魍溉肷疃取?梢匀衔=涣鞯缌髟透入深度捎孟率嚼幢硎荆式中旱继宀牧系牡缱杪№:导体材料的相对磁导率厂:,当导体材料的电阻率拖喽源诺悸蚀ト范ê螅渫溉肷度怯肫德实钠椒礁煞幢龋虼怂梢酝ü谋淦德世纯刂疲缌髌德试礁撸ぷ的透热厚度就越小,加热效率越高:反之,透热厚度就越大,加热效率越小‘俊】,因此,高频化是感应加热电源发展的一大趋势。感应加热技术从诞牛至今,经过近百年的发展,取得了令人瞩目的成果,尤其是六十年代以后,固态电力电子器件的出现与发展,使感应加热技术和现代化生产许多方面密切相关,发挥了很大的生产力作用,因此世界各国都十分关注感应加热技术的发展,并投入了相当的经济支持和技术力量。目前传统的感应加热电源与固态感应加热电源取长补短,互补共存【。.飧咂蹈杏尤鹊缭聪肿在高频陨领域,国外目前正处于从传统的电子管振荡器向固态电源的过渡阶段。以日本为例其系列化的电子管振荡器的水平为~,
.咂蹈杏尤鹊缭醇际醯姆⒄骨魇而其采用墓烫咂蹈杏尤鹊缭吹乃娇纱/,并且在年就已开始研制/的缭础E访栏鞴捎肕母咂蹈杏尤鹊源的容量正在突飞猛进,例如西班牙采用的电流型感应加热电源的制造水平已达鹿牡缱庸芨咂档缭此皆嘉湓暄兄频电流型感应加热电源的容量己达荒壳埃拦Υ锕镜英国庸疽淹瞥~盗蠱罚国在其主页上最近可以看到的产品;美国公司已有~/系列产品,。年代末,我国约有万台的高频设备。到目前己经形成了一定范围的系列化产品,并开拓了较为广阔的应用市场。近期,浙大已经研制出、牡缌餍透杏尤鹊缭矗诘缪剐偷缭捶面也取得了一定的成果,如/的产品已经实验通过。河北保定三伊天星电气有限公司制造出以为主要功率器件的一的高频感应加热电源。华北电力大学也已研制出母咂蹈杏尤鹊缭础】【俊大容量化由于开关模块易实现高频化,但受容量限制的特点,对型高频