串联型IGBT感应加热电源的控制技术研究

论文摘要

随着电力电子技术的不断进步,感应加热理论和感应加热装置都有了很大发展。如今社会能源紧缺,感应加热的重要性日益体现出来,并以其独特优势在工业生产和日常生活中有着更广泛而重要的应用。本文首先简单介绍了感应加热电源的基本原理、特点及国内外发展现状等。其次对串联谐振型逆变器的调功方法进行了研究,研究表明,感性移相PWM逆变调功方式可使逆变电路始终工作于感性状态,有利于开关器件实现软开关,降低开关损耗,提高逆变电路总体效率,并且控制电路简单,功率调节速度快,并推导出了逆变器输出功率与移相角之间的数学关系。再次,设计了一种定角控制的逆变器频率跟踪电路,利用Matlab/Simulink软件搭建了仿真模型,并对该控制策略进行仿真及样机试验,结果验证了该方法的可行性。该电路对于实现串联谐振型逆变器安全、稳定、高效运行起着至关重要的作用。最后,本文设计了一种IGBT的驱动保护电路,该电路不仅能满足大功率IGBT的驱动要求,而且可实现器件的过流保护、脉冲丢失、器件损坏和电源不稳的检测与保护。应用Protel 99SE软件完成了电路原理图的设计和PCB的设计,并在调试实验中验证了电路设计的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 感应加热的技术概述
• 1.1.1 感应加热的基本原理
• 1.1.2 电磁感应的三种效应
• 1.1.3 感应加热的特点与应用
• 1.2 感应加热的发展与现状
• 1.2.1 国外感应加热发展与现状
• 1.2.2 国内感应加热发展与现状
• 1.2.3 感应加热装置的发展趋势
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第2章 感应加热电源的结构及工作原理
• 2.1 谐振逆变器的工作原理
• 2.1.1 串联谐振型逆变器
• 2.1.2 并联谐振型逆变器
• 2.1.3 串、并联谐振型逆变器对偶性分析
• 2.2 串联谐振型逆变器的调功方法
• 2.2.1 直流侧调功
• 2.2.2 逆变侧调功
• 2.3 本章小结
• 第3章 感性移相PWM 调功控制策略研究
• 3.1 感性移相PWM 调功方式的研究
• 3.1.1 感应加热电源主电路选择
• 3.1.2 感性移相PWM 调功方式的工作状态分析
• 3.2 锁相控制技术的研究
• 3.2.1 锁相环简介
• 3.2.2 锁相环控制电路
• 3.3 仿真及试验结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 IGBT 的驱动保护电路设计
• 4.1 驱动电路设计
• 4.1.1 驱动电源设计
• 4.1.2 驱动电路设计
• 4.2 保护电路设计
• 4.2.1 IGBT 的过流保护
• 4.2.2 驱动电源保护
• 4.2.3 其它保护
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
• 致谢
• 详细摘要