文档介绍：山东大学
硕士学位论文
基于全数字锁相环的感应加热电源研制
姓名:张文
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:姚福安
20070515
摘要从上个世纪初开始,感应加热开始兴起并很快得到广泛应用。由于感应加热是非接触式加热,加热温度高,具有相当高的效率,同时感应加热容易实现对温度的控制,作业环境好,能加热复杂形状的工件,因此感应加热电源正在成为我国研究的热点问题。目前,我国的感应加热多为并联谐振式的电源结构,功率的调节大都是通过直流侧的调压来实现,但是这种方式容易产生电网的谐波污染,如果改进电源结构,电源主电路采用串联谐振式电路,电路的直流侧采用不控整流,逆变侧的主回路采用葡嗟鞴Ψ绞剑庋涂梢员苊獠⒘P痴袷降缭结构带来的电网谐波污染问题。本文的结构安排如下:首先介绍了感应加热的基本原理及发展过程;然后分析逆变侧主回路两种不同的电路结构的优缺点,并对这两种电路的换流过程进行比较;接下来,文章针对目前应用比较广泛的几种调功方式进行详细分析,最优分析结论是采用串联谐振式的电路结构,并通过葡嗟鞴Φ姆绞蕉缘缭吹功率进行调节。在确定了电路方案之后,本文介绍了软开关的定义、分类以及其新发展,并与硬开关方式进行了比较。一般的软开关是通过男问嚼词迪的,但是当负载很轻时,零电压开关条件难以满足,在非零开关条件下,器件的电压应力太大,并且干扰严重,影响了电源的品质,因此本文采用基于的际趵词迪指玫缭吹难兄疲渲谐扒疟鄄捎昧愕缪箍9兀秃笄疟鄄用零电流开关,在此基础上可以确定了主回路中各元件参数的大小。本文的重点是对控制回路的设计。传统的加热电源大多采用模拟锁相环作为主回路电流的反馈信号,由于模拟锁相环存在着很多缺点,本文提出一种基于的数字锁相环设计。由于在的内部集成有锁相环,但主要是面向高频应用的,在段诓皇屎喜捎茫诖耍旧杓采用内置锁相环⑼ü齎镅陨杓葡嘤Φ母ㄖ缏罚Vち嗽诖蠓围的中低频率内锁相的要求。同时在该芯片内设计了缏罚路的驱动脉冲,并且保留了一定的死区时间。此外,通过单片机实现了人机界面的交互,通过硬件调节器的作用,可以满足该电源的功率和电流的调节。文章通过仿真验证了设计的正确性,并给出了相应的仿真波形。山东大学硕士学位论文
最后搭建了实际电路,该电路的功率为并且上电调试,,基本达到了目的。关键词:感应加热;数字锁相环;串联谐振;蝗砜9山东大学硕士学位论文
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论文作者签名:塑址一导师签名:垂迸丘日拯吏日期::型必留止盈本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
<菰粒.#第一章概述感应加热的原理一楞茨定律。当任意一个导体通过交流电时,,在空间所有各点,只要有变化的磁场存在,就有电场存在,也就是说在充满交变磁场的空间,同时也充满交变电场,这两种场总是相互联系共同生存的,形成电磁场。法拉第在年就发现了电磁感应现象并将该现象表述为:当通过导电回路所包围的面积的磁场发生变化时,此回路中就会产生电势,此种电势称为感应电势,当回路闭合时,则产生电流,在闭合回路中所产生的感应电动势的大小和穿过该回路的磁通量的变化率成正比。法拉第电磁感应定律的数学表达式为:式中槐蘸匣芈分械母杏Φ缍扑彩敝担如果感应回路是串联Ⅳ匝时,并且通过每匝的磁通量是相同的,则妒舳省设交变磁通为:伊一伊因此感应电动势的有效值为:当感应电流在闭合回路内流动时,自由电子要克服各种阻力,因此必须消耗一部分能量做功,即克服导体的电阻,使一部分电能转换成热能。焦耳—愣茨定律表述为:电流通过导体所散发的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成一磁通量数;甜,Ⅳ、,二
坏继宓姆⑷攘,—流过导体的电流的有效值;坏继迳系缌魍ü氖奔洹正比。其数学计算公式为:式中电磁感应现象和电流的热效应为感应加热方法提