IGBT超音频串联移相调功感应加热电源的研究

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1、河南科技大学硕士学位论文IGBT超音频串联移相调功感应加热电源的研究姓名：李国伟申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：朱锦洪@摘要论文题目IGBT超音频串联移相调功感应加热电源的研究专业：材料加工工程研究生：李国伟指导教师：朱锦洪教授摘要感应加热技术是20世纪初才开始应用于工业部门的，它是通过电磁感应原理和利用涡流对工件进行加热，是制造业和材料加工中的一种重要手段。随着微机技术和IGBT器件的发展，新型超音频感应加热电源成为研究的重点。本文以超音频串联谐振式感应加热电源为研究对象，应用锁相环和PID技术，采用数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(

2、CPLD)联合控制的数字化技术实现感应加热电源的频率跟踪和0°～180°自由移相调功，为感应加热电源系统的数字化、信息化、柔性化、智能化控制提供了优质、可靠的技术基础。论文首先介绍了感应加热的基本原理及感应加热技术的发展动态。然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑进行分析，比较串联谐振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合超音频感应加热电源的串联谐振主电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。通过对锁相环原理进行了分析，提出一种基于DSP的数字锁相环(DPLL)的实现方法。论文在分析和对比了感应加热电

3、源的各种调功方式后，选择了移相调功对感应加热电源进行恒流调节。通过两种硬件方案的对比，确定了一种最佳方案，实现了基准臂与移相臂之间移相角的数字控制信号的产生。论文搭建了以TMS320LF2407A为控制核心的硬件控制平台。包括了采样电路、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编制了系统的程序，完成了样机，并对其进行了整机联调，给出了电源的实测波形。实验结果证明基于DSP的DPLL完全可以胜任超音频的频率跟踪，系统硬件电路可靠，程序运行良好。关键词：感应加热，串联谐振，移相调功，数字锁相环，DSP，CPLD论文类型：应用研究I河南科技大学硕士学位论文S

4、ubject:TheStudyofIGBTSuperAudio-frequencyPhase-shiftInductionHeadingPowerSupplySpecialty:MaterialsProcessEngineeringName:LiGuoweiSupervisor:Prof.ZhuJinhongABSTRACTTheinductionheatingtechnologywasusedinindustrialareafromthebeginningof20thCentury.Theworkpiecewasheatedbyelectromagnetici

5、nductioneffectandeddycurrent.Inductionheatingmethodplaysaveryimportantroleinmanufacturingandmaterialprocessing.WiththedevelopingofmicrocomputerandIGBTdevice,newsuperaudio-frequencyhasbecameanemphasisininductionheatingpower.Thispaperregardsinductionheatingpowersupplyofsuperaudio-frequ

6、encyseriesresonanceastheresearchingobject.Bytheintroductionofphase-lockloopandPIDtechnology,theinductionheatingpowersupplyrealizedfrequencytracingandphase-shiftingfor0°～180°tomodifypoweroftheinductionheatingpowersupply,whichusingdigitaltechnologycontrolcombinationwithDSPandCPLD,andth

7、isprovidehighquality,credibilitytechnologyfoundationfornumeralization,information,flexibilityandintelligentizedcontrollingoftheinductionheatingpowersupplysystem.Atthebeginning,thebasictheoryofinductionheatingandthedevelopmentofinductionheatingtechniqueareintroduced.Byanalyzingthemain

8、circuitofthe