双频感应加热电源的研究

发布时间：2017-09-20 03:25

  本文关键词：双频感应加热电源的研究

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【摘要】：基于电磁感应原理研制的感应加热电源已经被广泛应用于熔炼、淬火、透热等很多场合,具有节能环保、热效率高、精确控制、加热参数可调等一系列优势,为了满足不同场合不同条件下的加热需求,各种感应加热的拓扑研究日趋活跃。随着被加热工件形状越来越复杂,合金的应用越来越广泛,对这些工件进行感应加热往往需要多种频率的交流电流。为了解决单一频率感应加热电源无法很好的实现齿轮及航空发动机部件等相关表面不平整工件的加热及淬火这一问题,本文以双频感应加热电源为研究对象,提出一种新型双频感应加热电源逆变拓扑,该电源采用复合谐振逆变器,可以同步输出两种不同频率的电流,也可以单独输出其中某一种频率的电流。本文重点研究了双频感应加热电源逆变器的不同工作状态、逆变器的软开关实现条件、逆变器相关器件电压应力及双频感应加热电源数字反馈控制系统等方面内容,通过对比感应加热电源的几种功率调节方式,得出在逆变电路和整流电路之间加直流斩波电路进行功率调节有利于降低对系统的EMI干扰、提高电源系统效率和减小数字反馈控制系统设计难度这一结论,因此本文选择了BUCK斩波电路的功率调节方式。双频感应加热电源有两种不同工作模式——同步输出两种频率电流和分别输出两种频率电流,分别针对这两种工作模式的复合逆变器工作状态进行了详细阐述。在理论分析的基础上,计算出了相关器件的参数。然后基于理论分析和参数的整定,在Matlab/Simulink仿真软件中建立双频感应加热电源主拓扑的理想仿真模型。在理论分析和仿真的基础上,本文设计并制作了一台基于DSP的双频感应加热电源样机,包括主电路、控制电路、驱动电路、采样电路等。论文给出了实验波形,该试验波形与理论分析及仿真结果基本吻合,达到了本文实验研究的目的。最后,对本课题的理论分析、仿真研究和实验验证各部分进行了总结,针对样机制作中存在的问题提出了相应的改进建议。
【关键词】：双频感应加热 BUCK功率调节 软开关 复合逆变器 DSP
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
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本文编号：885629