核电压力容器焊前预热和焊后热处理用中频感应电源的研究

发布时间：2020-08-02 20:35

【摘要】：为满足核电厚壁压力容器进行焊前预热和焊后热处理工艺所要求的中频感应加热电源应具有升降温速度可控、保温温度稳定、工作时间长、易频繁启动的特点。本文以DSP控制IGBT逆变模块组成的逆变桥,ARM控制整个系统的中频感应加热电源为研究对象完成了一台10kHz/80kW串联谐振型中频感应电源。本文首先介绍了感应加热的基本原理和感应电源的发展现状及趋势,然后对比分析了感应加热电源的调功方式和逆变电路结构的优缺点,确定了逆变调功和串联谐振电压型逆变电路的系统方案。本文重点对中频感应加热电源DSP跟频锁相方式、温度控制策略进行了分析设计,使电源具有快速跟频锁相、温度控制性能良好的优点;在功率调节策略上,使用PI调节移相角的方式,实现功率的快速准确的调节;在跟频锁相方面,DSP采样IGBT输出电流过零信号,实现电源对负载固有频率的快速跟踪与锁相;根据电源技术要求,计算了主电路的电气参数,并选择了关键器件的型号;根据IGBT器件的参数设计了由驱动模块和向驱动模块供电的反激式隔离开关电源组成的IGBT驱动板;在温度控制策略上,编写了能量法温度控制算法;通过USB读写模块将工件实时温度、功率和时间存储到U盘;通过软件MATLAB/Simulink仿真电源主电路,验证了本课题理论分析和器件选型的正确性。最后通过不断调试成功研制出一台高性能的10kHz/80kW串联谐振型中频感应加热电源,通过试验表明,该中频感应加热电源的性能达到了预期的目标要求,具有输出功率稳定、工件温度控制精度高的优点。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL351.6;TG43

【参考文献】

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本文编号：2779028