并联逆变控制技术的研究及数字实现

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1、中文摘要感应加热电源以其环保、节能等优点在工业生产中得到了广泛的应用。逆变控制电路是直接影响感应加热电源能否安全、高效运行的关键因素。目前已存在的各种控制方法线路复杂，调试困难，自动化水平较低，不能适应感应加热电源向高频化、大容量化，数字化方向发展的要求。因此，如何提高逆变器的适应能力是一个很有现实意义的问题。本文针对感应加热并联逆变控制这一问题进行了详细的研究。在参阅国内外相关文献的基础上，首先分析了并联逆变器的工作原理、工作状态、负载特性以及锁相环的基本原理，为逆变器控制电路的设计提供了理论指导。然后，提出一种新型的逆变控

2、制策略，启动电路采用扫频方式自动找寻负载谐振工作点：工作状态控制采用锁相环技术和重叠角随动控制相结合的方法。制作了一台50kW／30KHz的IGBT并联型逆变电源实验样机，在18KHz～50KHz的负载谐振频率范围内，均可以实现无手工调节的成功扫频启动，而且可实现自动调频和逆变工作在弱容性状态的要求。结果表明了该控制方法的灵活性和高效性，提高了逆变控制的自动化水平。最后，为适应数字化方向的发展，设计了一种基于FPGA的全数字化锁相环，该方法采用两个模数不同的计数器实现PI控制策略，采用加、扣脉冲和可控分频相结合的数字控制振荡器

3、，最大限度地利用了相位误差的信息，提高了捕捉速度。实验结果表明该全数字锁相环不仅可以替代模拟锁相环实现感应加热系统的频率跟踪，而且适用负载范围宽，可调节性强。关键词：感应加热电源逆变重叠角全数字锁相环英文摘要ABSTRACTInductionheatingpowerhasbeenusedwidelyinindustrialal'easfortheadvantagesofprotectingenvironmentandsavingenergy．Thecontrolmethodforinverteriscrucialtodeter

4、minewhetherinductionheatingpowerCallworksafelyandefficiently．Becauseofthedrawbacksofthecontrolmethodscurrentlyused，suchascomplexcircuitry,anddifficulttesting，theyCannotfitforthedevelopmentofhighfrcquency，highcapacitance，anddigitizing．Soitispracticallysignificanttoim

5、provetheadaptabilityofinverter．Thecontrolcircuitofparallelinverterisinvestigatedinthispaper．Basedontheavailabledocnmentsathomeandabroadonthissubject,theoperatingprinciple，operatingstates，loadcharacterandbasicprincipleofPhase—Lookedt舳p(aLUareanalyzedfirstly,Whichprov

6、idethetheoreticalguidanceforthedesigningofparallelinverter．Afterwards，anovelcontrolstrategyisputforward．ASwept-frequencywithseparateandself-excitationswitchingisappliedinstartingcircuit，whichCanlookforresonantpointautomatically,AcombinationofPLLandoverlappinganglefo

7、llowing-upcontrolstrategyareemployedtorealizefrequencytrackingandkeepweakcapacitiveconstantly．A50kW／30KHzparallelinductionheatingprototypeWasdeveloped．Experiencesweredoneseveraltimesintherangeof18Ⅺ{z～50KHz．anddifferentloadresonantfrequenciesweretestedtoshowahi曲succe

8、ssfulstart-ratio．Theresultsof丘equencyandoverlappingangletrackingalsoshowtheflexibilityandefficiencyofthiscontrolstrategy．Finally,allalldig