电磁感应加热锅炉电源设计与控制研究

发布时间：2020-03-28 02:41

【摘要】：随着中国经济的不断发展,人们越来越注重生态环境的保护,绿色发展的理念引起国家高度关注。感应加热技术作为一种节能环保技术,它具有加热速度快、效率高、控制精度高的优点,这与生态文明建设的理念相符,可以取代传统的化石能源加热和电加热,减少环境污染。随着电力电子与逻辑器件的不断发展,感应加热技术发展也是非常迅速的,但是它距人们的要求、应用的价值还有一定距离。电源的体积、效率、抗干扰能力、电磁兼容性以及控制精度等都需要针对特定的工作要求做研究,因此对感应加热技术中的器件、材料以及电源的拓扑结构和控制方案的研究是很有价值的。本论文对中频感应加热电源的各个组成部分进行分析研究,对整流逆变等部分的结构选型进行详细分析,同时对感应加热电源的几种调功方式进行介绍,最终根据实际需求确定整体的设计方案并计算了相应的结构参数;针对感应加热电源与锅炉的控制问题,本文以STM32CBT6为核心搭建中频感应电源的控制系统,如IGBT的驱动、过压过流保护以及功率调节等,并设计了电源的启动方式;为了能够实时监测控制设备外部信息,采用S7-200Smart对锅炉的温度和压力等信息进行采集和控制,同时控制电源的功率输出;选取MCGS组态环境与PLC建立通信,设计了系统和输入输出的监控界面,实时显示系统的运行信息,该系统可以有效地保护电源的运行,并快速地达到加热要求。最后针对电源控制中PID控制的参数整定问题,本论文采用灰狼算法对PID的参数进行优化,同时采用竞争策略对算法进行改进,通过仿真分析证明了改进方案可以提高算法的寻优速度和精度,并有效减少局部最优的情况,同时使用改进的算法对PID的参数进行优化,并与遗传算法相比较,仿真结果说明改进灰狼算法对PID参数的优化效果是优于遗传算法的;针对中频感应加热电源逆变部分的频率跟踪问题,本论文用改进PID控制改善逆变电路的频率跟踪,并通过Matlab进行仿真分析,结果表明改进PID控制可以有效地提高逆变电路的频率跟踪效果。
【图文】：

图 1-1：载流螺旋管线圈的磁场Figure 1-1 Magnetic field of a current-carrying coil螺旋线圈中间放一个导电的薄管。若给螺旋线圈接交流电生了交变磁场。磁场分布如图 1-1 所示：产生的磁场随着

图 1-3 集肤效应示意图Figure 1-3 Schematic effect of skin effect 是载流导体纵向的剖面图，展示了集肤效应的产生过程。过导体时，因电流变化产生的产生进入和离开剖面的磁力由右手螺旋定律获得。由电磁感应原理可知，当导体中的电
【学位授予单位】：湖北民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM924.01

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 庄志惠;;基于单片机控制的感应加热电源的设计[J];数字技术与应用;2017年07期

2 高发亮;张宝杰;;感应加热电源关键技术研究[J];电源世界;2016年02期

3 范文涛;;感应加热电源的调频调功研究[J];科技视界;2016年18期

4 韩广朋;张奕黄;刘彦忠;李泽源;;感应加热电源频率跟踪技术研究[J];电源技术;2014年01期

5 王娅琦;周伟松;赵前哲;;同步双频感应加热电源的研究[J];电力电子技术;2013年01期

6 白长生;刘源;万程程;李婷;;桥内移相控制感应加热电源的研究[J];工业加热;2013年03期

7 任玮;;感应加热电源常见调功方式的探讨[J];电子世界;2013年20期

8 王健;宁廷群;王军;;感应加热电源不同调功方式的分析[J];煤矿机电;2009年02期

9 韩晓敏;尹海;张光先;;感应加热电源[J];电焊机;2007年07期

10 祁春清;索迹;;一种感应加热电源的设计[J];电源技术应用;2007年03期

相关会议论文 前8条

1 马娟;周伟松;赵前哲;;串联谐振感应加热电源的关键技术研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

2 戴斌;王华民;刘庆丰;冷朝霞;;基于滑模的感应加热电源电流控制方案[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

3 胡铁军;王克争;张滨;;高频感应加热电源控制电路的研制[A];第十次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2001年

4 熊文;刘惠康;唐兴隆;;PWM整流器在感应加热电源中的应用[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年

5 季凌云;李守智;;感应加热在钢铁生产中的应用与新进展[A];第十届中国钢铁年会暨第六届宝钢学术年会论文集II[C];2015年

6 熊文;刘惠康;唐兴隆;;PWM整流器在感应加热电源中的应用[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年

7 李文江;庄益诗;;基于TMS320C2812的PWM移相控制在感应加热电源中的应用[A];第18届全国煤矿自动化与信息化学术会议论文集[C];2008年

8 杨莉;蒋莉;詹益清;左智勇;;关于进口的新一代双频淬火机床控制系统的研究与应用[A];2018中国自动化大会(CAC2018)论文集[C];2018年

相关重要报纸文章 前3条

1 ;我有技术[N];科技日报;2015年

2 周伟松 作者为电力电子厂厂长;发挥产学研结合优势，开创电力电子厂发展的新局面[N];新清华;2004年

3 本报记者 陈e，

本文编号：2603797