脉冲涡流热成像电源的快速频率跟踪算法.pdf

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1、第48卷第12期电力电子技术Vo1．48，No．122014年12月PowerElectronicsDeeember2014脉冲涡流热成像电源的快速频率跟踪算法金棋龙，侯德鑫，金哲卿，叶树亮(中国计量学院，工业与商贸计量技术研究所，浙江杭州310018)摘要：针对传统感应加热电源频率跟踪响应慢、跟踪误差大的问题．提出了一种结合二分法和PI控制的频率跟踪算法。通过二分法快速地将工作频率调整到谐振频率附近，再运用PI数字锁相控制实现稳定的频率跟踪。使用功率为1kW的高频感应加热电源进行实验，结果表明该算法具有启动快、跟踪精度高的优点。关键词：电源；频率跟踪；二分法中图分类号：T

2、N86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)12—0054—03AFastFrequencyTrackingAlgorithmforPulsedEddyCurrentThermalImagingPowerSupplyJINQi—long，HOUDe—xin，JINZhe—qing，YEShu—liang(InstituteofIndustryandTradeMeasurementTechnique，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China)Abstract：Againstthe~equencytrackingpr

3、oblemsuchasslowresponse，bigerrorduringtraditionalinductionheatingpowersupplyoperation，a~equencytrackingalgorithmcombinedofdichotomyandPIcontrolispresented．Thework—ing~equencyisfastadjustedneartheresonant~equencybyusingdichotomy，thenthestablefrequencytrackingisrealizedbyusingPIdistalphase—l

4、ockedcontro1．Experimentwitha1kWhJghfrequencyinductionheatingpoweristested，theresultsshowthatthealgorithmhastheadvantagesofquickstart，hightrackingprecision．Keywords：powersupply；~equencytracking；dichotomyFoundationProject：SupportedbytheMajorNationalDevelopmentProjeetsofScientificInstrumentan

5、dEquipment(No。2013YQ47O767)1引言提出一种结合二分法和PI数字锁相控制的频率跟踪算法，启动时通过二分法快速搜索将工感应加热电源作为脉冲涡流热成像的常用激作频率调整到谐振频率附近．当反馈的相位小于励装置，激励时脉宽一般小于500ms，响应时间要设定值后进入PI数字锁相控制．实现大范围频率小于50ms[11。若要获得较小的响应时间则频率跟踪跟踪的快速响应和稳定输出。时间需足够短。频率跟踪为了使逆变器输出频率能跟随负载固有频率从而获得较高的电源效率。2系统工作原理与设计感应加热器固有谐振频率受加热负载及加热过程感应加热电源的主电路和数字锁相电路拓扑中等效

6、参数的影响，为使逆变器始终工作在谐振状结构如图1所示。系统采用功率可调的直流电源态，常使用锁相环(PLL)控制来实现频率跟踪【。作为主电路电源，MOSFET作为逆变电路开关，串随着数字信号处理技术的发展。以DSP为主联谐振电路作为负载。采样负载电路的电压、电流控的数字锁相环(DPLL)得到了广泛应用。常用的信号，经过相位检测电路的处理输入到A／D中。DPLL根据电压、电流相位信号，用软件设计离散DSP通过判断相位的大小来控制输出PWM的频化数字PI控制器进行相位偏差调节和校正，达到率，最后达到跟踪谐振频率的目的。相位锁定和频率跟踪的目的。但在高频或频率变化较大时，尤其电源启

7、动时，有可能跟踪速度较慢甚可调至跟踪不上，存在跟踪范围窄、适应性差的缺点【。直流电源电压J电流基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ470767)定稿日期：2014—09—1l童TM塑S3奎20里F2壁812广1殂型殛~?作者简介：金棋龙(1990一)，男，浙江嵊州人，硕士研究生，图1装置系统框图研究方向为工业零部件缺陷检测技术与设备。Fig．1Thesystemdiagramofdevice54脉冲涡流热成像电源的快速频率跟踪算法2．1负载特性式中：为初始设定频率；Ko为数字振荡器的增益，通过串联谐