基于DSP的新型中频感应加热电源模糊控制系统研究

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1、摘要感应加热电源以其加热效率高、速度快、低耗环保、可控性好及易于实现自动化等优点，在金属透热、熔炼、焊接、热处理等工业领域得到了广泛的应用。但是目前感应加热电源多采用模拟电路控制，系统的控制精度低，可靠性差，而数字电路控制具有控制精度高、可靠性好等优点，因此研究基于数字化控制的感应加热电源具有重要的意义。本文介绍了感应加热电源的基本原理，分析了感应加热电源负载特性和谐振特性，阐述了串并联型逆变器的工作原理，选择了串联型逆变器作为新型中频感应加热电源的为研究对象，并通过分析感应加热电源的几种调功方式，选择了移相PWM的功率调节方式。在加热过程中，负载的固有谐振频率会发生改

2、变，很难对其建立精确的数学模型，因此采用模糊自整定PI控制的功率闭环调功。为保证电源有较高的功率因数和输出效率，使电源具有频率自动跟踪和锁相，设计了基于TMS320F2812的新型中频感应加热电源锁相环频率跟踪数字控制系统。在理论分析的基础上，设计了100kW／1kHz的新型中频感应加热电源的主电路和控制电路，并给出了软硬件设计方案，在MATLAB／Simulink环境下，建立了新型中频感应加热电源的系统闭环控制模型，并进行了系统的仿真研究。该论文有图60幅，表5个，参考文献50篇。关键词：感应加热电源；谐振；模糊自整定PI控制；移相调功；数字锁相环；AbstractI

3、nductionheatingpowerhastheadvantagesofhi曲heatingefficiency，highspeed，lowconsumption，environmentalprotection，goodcontrolandeasytorealizeautomationetc，andhasbeenwidelyusedinindustrialfieldofmetalpenetratingheat，melting，welding，heattreatmentandSOon．Butnowtheinductionheatingpowerisusedmorean

4、alogcontrolcircuits，lowercontrollingprecisionandpoorreliabilityofsystems，butdigitalcontrolcircuitshavehighcontrolaccuracy,goodreliabilityandflexiblesoftwaredesign，SOthestudyoninductionhemingpowersupplybasedondigitalcontrolhasthevitalsignificance．Thispaperintroducesthebasicprincipleofindu

5、ctiveheatingpower,analyzestheloadcharacteristicsandresonantcharacteristicsoftheinductionheatingpowersupply,Expoundsworkprincipleoftheseries-paralleltypeinverter,Choseseries够peinverterasresearchobjectofnewmediumfrequencyinductionheatingpowersupply,andthroughtheanalysisofseveraladjustablep

6、owerwayofinductiveheatingpowersupply,chosephaseshiftingPWMofpowercontrolmethod．Intheprocessofheating，theinherentresonancefrequencyofloadCallproduceachange，Itisdifficulttoestablishitsaccuratemathematicalmodel，Sousingfuzzyauto—tuningPIcontrolofpowerclosed—loopadjustment．Toensurethatthepowe

7、rsupplyhashigherpowerfactorandoutputefficiency,makepowerwithfrequencyautomatictrackingandphaselock，designphaselockloopfrequencytrackingofdigitalcontrolsystemofnewmediumfrequencyinductionheatingpowersupplybasedon啊MS320F2812．Onthebasisoftheoreticalanalysis，designedthemainci