超音频感应加热电源的研制.pdf

西安理工大学
硕士学位论文
超音频感应加热电源的研制
姓名:田健
申请学位级别:硕士
专业:电子电力与电力传动
指导教师:王华民
20000101
摘要方案,建立了系统的数学模型并推出了系统的稳定条件。然后对系统主电路的各项参数进行计算,并设计了以锁相环为核心,以为辅助控制关键词:感应加热串联谐振超音频锁相环模糊控制单片机本文主要研究串联谐振式超音频感应加热电源。首先,在简要介绍串联谐振逆变器基本理论和频率跟踪控制基本理论基础上,提出了系统总体设计器的逆变控制电路和保护电路。最后,在综合比较采用锁相环控制、模糊控制及模糊锁相环复合控制算法的基础,进行了系统仿真及加热实验。仿真和实验证明,所设计的基于单片机的感应加热电源具有启动成功率高,鲁棒性强的特点。西安理工大学硕士论文
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第一章综述§杏尤认低撤⒄垢趴黾岸国外技术发展与现状七十年代后期,以大功率晶体管、门极可关断晶闸管和功率场效不断产生新技术,出现了大功率半导体器件模块,使电力电子装置的体积大为减小,而且大大提高了效率和可靠性。在八十年代后期,进展。西班牙采用鞒傻母杏尤鹊缭吹募际踔副晡构成感应加热电源的整流器和逆变器是比较典型的电力电子电路,它们的技术紧随着电力电子技术的发展而发展,并且标志着整个电力电子技术的水平和现状。自从第一台晶闸管感应加热电源出现直到七十年代,由于电力电子技术尚处于传统技术阶段,感应加热电源中的整流、逆变全由晶闸管组成,工作频率低,噪音高,控制系统一般采用分立元件构成,这段时期的技术发展主要是容量的扩大和控制手段的提高,采用较复杂的电路拓扑结构来提高工作频率。应晶体管为内容的全控型功率半导体器件的商品化,使电力电子技术出现了一次飞跃。进入八十年代以后,半导体工艺日渐成熟,并不仅已有的容量不断地提高,而且出现了绝缘栅双极晶体管、静电感应晶体管⒕驳绺杏闸管、刂凭д⒐等新型自关断器件,它们为全固态中高频感应加热电源的推广普及提供了条件。。在几十千赫兹频段内得到了大量应用,而蛟以上频段向传统的电子管式感应加热电源发起了挑战。:妒垦宦畚
国内技术发展与现状为为,毡采用为痩,猯和/从这些技术指标可以看出,全固态中高频感应加热电源已经能够替代电子管式高频电源。国内很早就开始了感应加热电源的研制工作。浙江大学于七十年代研制成我国第一台/晶闸管并联逆变式中频电源。然后陆续由一些单位生产,截止目前已形成、三个标准系列,在厂矿企业得到了广泛的使用。近年来,一些单位开发了基于集成电路控制和单片机控制的中频电源,在提高中频电源起动成功率和负载适应性方面取得了一些成绩。然而,和国外相比,国内还有不少差距。在容量上,中频电源国外最高容量为谖T诳刂萍际跏侄紊希大量采用集成电路,数字显示,微机控制,国内则大部分是分立元件和继电器控制,只有少部分采用集成电路控制,采用微机控制的则更少。在工作频率上,国外基本没有空白,可满足不同用户的要求,而国内臼粲诳瞻祝陨弦缘缱庸苁为主。尽管国内采用改进线路和快速晶闸管技术,已成功研制出了缭矗虻缏犯丛樱<狈Γ⑽葱纬缮婺!在生产手段上,国外一般采取标准化大规模生产,而国内仍处于手工业作坊阶段。在工艺结构上,国内几十年不变,,外观质量差。长期以来,国内中高频感应加热电源基本上为电子管式设备,在技术上落后,其主要问题是自动化程度低。可靠性差,电子管使用寿命短,操作不安全,特别是由于变换效率只有%~%,造成了能源的极大浪费,在加上需要庞大的软化水冷却设备、大型升压变压器、灯丝变压器等设备,因而其体积大,占地面积大,维护费用高,使用时,电子管灯丝需要预热。无法频繁地启动。
§樱鞠控舅际醯奶岢鲇敕⒊縨我国的天津高频设备厂弓毡镜娜准际跎/在电力电子领域,、图象识别、灾情预报、经济学、社会学、语言学、管理科学至今,世界上研究“模糊”的学者已经近万人,发表文章达几千篇,研究范围从单纯的模糊数学理论到模糊数学理论应用,模糊系与电子管式高频电源相比,全固态中、高频电源有着无可比拟的优点,它可以频繁启动,控制灵活,体积小,重量轻,可靠性高,使效率从%提高到%,节省了大量电能,省去了庞大的升压变压器及灯丝变压器,大大减少了冷却用水,正是这许多优点使得全固态中高频电源在感应加热领域中得以迅速发展。总之,九十年代以来,各国竞相利用开发高频感应加热电源,在这方面,欧洲和日本已经走在了前面,现在,几十千瓦/的全固态电源已经实用化,而牡缭匆惨延辛搜全固态电源。同时,各个科研院所和大专院校也投入大量的人力物力对在这方面的使用进行研