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基于DSP的电磁采暖加热电源研究

作 者: 齐文彬
导 师: 李文江
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 电工理论与新技术
关键词: 电磁感应加热 DSP 数字锁相环 移相PWM
分类号: TN86
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 4次
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内容摘要


近年来随着电力电子技术的高度发展,数字化控制更显示了其优越性。综合比较各种智能化采暖方式的优缺点及市场前景,一种数字化电磁采暖加热应运而生。本文以DSP的TMS320F2812芯片为控制器实现了对电磁采暖加热的数字化控制,提高了电磁采暖加热的效率。本文在对感应加热电源主电路结构及控制方案分析比较的前提下,选用串联谐振式感应加热电源的系统结构,整流侧和逆变侧分别选用不控整流方式和单相全桥逆变结构及移相PWM控制。为使负载实时扑捉温度的变化来相应的改变输出的功率值,DSP在控制算法上提出了新的控制策略,为达到感应加热电源功率调节,采用了模糊控制策略。在理解锁相环原来基础上分析了传统模拟锁相环存在的一些缺点,例如频率跟踪范围窄、动态响应慢、可靠性差,死区时间需要用辅助电路实现等。一种基于DSP的数字锁相环的实现方法应运而生,将这种技术应用在电磁采暖加热电源的频率跟踪上,兼备跟踪高速度、跟踪频率高准确度、优良的抗干扰能力强等优点。最后对电磁采暖感应加热电源进行了系统仿真,并在实验状态下测量了IGBT驱动波形,验证了驱动、保护等控制电路的的合理性和正确性。为以后电磁采暖加热电源向着大容量、高频率发展提供了理论基础。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-19
  1.1 课题研究的背景  11-15
    1.1.1 电磁加热采暖的市场需求  12-15
  1.2 电磁加热采暖技术的发展现状与趋势  15-17
    1.2.1 国内外感应加热电源研究现状  15-16
    1.2.2 电磁感应加热电源技术发展趋势  16-17
  1.3 本课题研究的内容  17-19
2 电磁采暖加热原理及总体方案分析  19-37
  2.1 电磁加热的工作原理  19-21
  2.2 电磁加热电源拓扑结构分析  21-25
    2.2.1 整流部分  22
    2.2.2 滤波部分  22
    2.2.3 逆变器部分  22-25
  2.3 合理选择负载类型分析  25
  2.4 系统的功率调节方式  25-27
    2.4.1 整流侧调功  25-26
    2.4.2 逆变侧调功  26-27
  2.5 移相式 PWM 调功的工作原理及分析  27-28
  2.6 移相调功控制算法的实现  28-36
    2.6.1 PI 控制算法设计  28-30
    2.6.2 PI 算法的无误差仿真  30-31
    2.6.3 功率模糊自适应控制器设计  31-36
  2.7 系统的总体方案确定  36-37
3 频率跟踪控制系统研究设计  37-48
  3.1 频率跟踪技术  37-40
    3.1.1 锁相环的基本原理  37-38
    3.1.2 线性化相位模型及传递函数  38-40
  3.2 传统锁相环的实现  40-42
  3.3 数字锁相环的实现  42-43
  3.4 数字锁相环与移相 PWM 控制  43-48
    3.4.1 数字锁相环原理  43-45
    3.4.2 基于 DSP 移相 PWM 信号的发生  45-46
    3.4.3 数字锁相环与移相 PWM 信号的结合  46-48
4 电磁加热电源硬件设计  48-59
  4.1 数字信号处理芯片 TMS320F2812 介绍  48-49
  4.2 主电路系统参数的选定  49-53
    4.2.1 三相整流桥的选型  50
    4.2.2 滤波器的选型  50-51
    4.2.3 IGBT 的选型  51-52
    4.2.4 输出整流二极管选型  52
    4.2.5 饱和电感及隔直电容的设计  52-53
  4.3 控制系统的外围电路设计  53-59
    4.3.1 直流电源电路  53-54
    4.3.2 电压电流检测电路  54-55
    4.3.3 驱动电路  55-56
    4.3.4 保护电路  56-59
5 控制系统软件设计  59-64
  5.1 基于 DSP 的数字控制系统的软件设计  59
  5.2 主程序设计  59-60
  5.3 A/D 子程序设计  60-61
  5.4 移相 PWM 调节子程序设计  61-62
  5.5 DPLL 的子程序设计  62-64
6 仿真及实验  64-68
  6.1 基于数字锁相环的仿真及分析  64-65
  6.2 加热电源的系统调试  65-68
结论  68-69
参考文献  69-71
作者简历  71-72
学位论文数据集  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 电源
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