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移相调功式IGBT超音频感应加热电源的研究

作　者: 时矗
导　师: 郭世明
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力电子及电力传动
关键词: 感应加热电源 串连谐振 移相调功 SIMULINK仿真
分类号: TM924
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 375次
引　用: 17次
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内容摘要


目前我国中小功率的感应加热电源多为并联谐振式主电路结构，功率调节通过直流侧调节实现：一种通过调节整流器件触发导通角实现，一种利用直流斩波电路实现。此类电源存在网侧功率因数较低，对电网谐波污染较大，效率不够高等缺点，而采用直流侧不控整流，逆变侧移相调功的超音频感应加热电源则可以很好的解决此类问题。 本文首先对感应加热电源的基本原理，发展现状等作一简单介绍，然后介绍了感应加热电源中两种不同类型的主电路结构形式及其各自的优缺点，在此基础上确定了本文的设计方案。 确定了设计方案后论文详细分析了电源的主电路和系统各组成部分器件的参数计算和选取。 接着，论文着重分析研究了电源控制电路的原理及其具体实现方法，给出了详细的硬件电路设计原理图和各自的工作原理说明。 论文的第五章简要介绍了电源系统的控制软件的设计思路，给出了主要功能模块的软件设计框图。 最后，用MATLAB中的SIMULINK软件包对论文所算取的主电路参数，控制方法进行了仿真研究，验证了设计的正确性、合理有效性，又在此基础上进行了部分实验验证工作，给出了实验结果波形及其分析。

全文目录


第一章 概述  7-13
  1.1 感应加热的基本原理与用途  7-10
    1.1.1 电磁感应与感应加热  7-8
    1.1.2 透入深度与集肤效应  8-9
    1.1.3 感应加热的特点与应用  9-10
  1.2 感应加热的发展与现状  10-12
    1.2.1 感应加热技术的发展过程  10-11
    1.2.2 感应加热技术的发展现状  11
    1.2.3 感应加热技术的发展趋势  11-12
  1.3 本文选题的意义、目的和工作任务  12-13
第二章 感应加热电源的结构及原理分析  13-29
  2.1 电力电子元器件发展  13-15
  2.2 逆变器与谐振负载电路的原理分析  15-20
    2.2.1 电压型串连逆变器  16-17
    2.2.2 电流型并联逆变器  17-18
    2.2.3 两种形式逆变器的比较  18-20
  2.3 串联谐振式逆变器调功方法的研究  20-27
    2.3.1 整流侧调功方法  20-22
    2.3.2 逆变侧调功方法  22-27
  2.4 本文方案的确定  27-29
第三章 移相调功感应加热电源的主电路分析  29-40
  3.1 电源整机结构框图  29-30
  3.2 移相调功感应加热电源主电路  30-40
    3.2.1 直流侧主电路分析计算  31-35
    3.2.2 逆变侧主电路分析计算  35-37
    3.2.3 负载谐振槽路分析计算  37-40
第四章 移相调功感应加热电源的控制电路  40-57
  4.1 电源移相调功主控制电路  40-53
    4.1.1 移相调功控制的原理  41
    4.1.2 锁相环控制电路  41-48
      4.1.2.1 锁相环简介  41-43
      4.1.2.2 负载频率反馈信号的比较分析选取  43-44
      4.1.2.3 锁相环控制电路  44-47
      4.1.2.4 电源起动电路的研究  47-48
    4.1.3 基于80C196KC的移相控制电路研究  48-51
    4.1.4 死区形成电路研究  51-52
    4.1.5 主功率器件的驱动电路  52-53
  4.2 电源故障保护电路  53-57
第五章 电源控制系统的软件支持  57-62
  5.1 控制系统整体程序框架  57
  5.2 各程序模块的分析  57-62
第六章 系统仿真实验结果及分析  62-72
  6.1 MATLAB软件简介  62
  6.2 系统的设计仿真及分析  62-68
    6.2.1 系统静态仿真  62-65
    6.2.2 系统动态仿真  65-68
  6.3 系统实验结果及分析  68-72
结论  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-78
发表论文  78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电热
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