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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
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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。
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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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