论文摘要
为了跟上国际感应加热电源技术朝节能、节材、自动化、智能化发展趋势,本文研制一种高性能、高频、大功率感应加热电源。介绍了以数字信号处理器TMS320F2812DSP为核心、采用IGBT模块研制出300KW/15KC并联谐振感应加热电源的控制系统。结合实际的板簧行业淬火生产工艺,论文中详细地给出了感应加热电源硬件电路和部分软件设计思路。本文介绍了数字处理器DSP在感应加热电源中的具体运行,较为详细地分析了整流控制系统的各个环节的数学模型,并推导出适合淬火工艺的电压、电流调节器PI参数。通过电压、电流双闭环控制调节和数字锁相环技术,使整流电路输出抗干扰能力很强的恒定直流电压。逆变控制系统设计了一种特殊的扫频式零电压启动方式,在跟踪频率中采用简单的增量查询式。而在逆变正常运行中采用锁相环技术,并考虑反压时间因数,将逆变器的工作频率锁定在接近固有谐振频率内,使得该电源运行在功率因数接近1的状态。采用新型功率器件IGBT,使得研制的电源高效节能、实现小型轻量化、智能化。采用DSP数字控制技术克服了目前模拟系统所存在的问题,并优于传统系统的控制特性,能够实现精确控制和高效率的处理。
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摘要Abstract前言主要符号表第1章 绪论1.1 课题研制的背景1.1.1 电力电子技术进入到IGBT运用时代1.1.2 电力电子技术进入到微机控制时代1.1.3 国内市场现状及发展观测1.1.4 国际市场现状及发展观测1.2 主要目的1.2.1 紧跟现代电力电子运用技术的发展1.2.2 研制一种节能环保、高性能的超音频电源1.2.3 开发适合我公司板簧热处理加热电源1.3 本文研究的目标1.3.1 超音频电源频率的确定1.3.2 超音频电源功率的确定第2章 主电路的设计2.1 整流器的设计2.1.1 整流晶闸管元件的选择2.1.2 晶闸管的阻容吸收的选择2.2 波电感Ld的选择2.2.1 电感Ld对输出电流波形的影响2.2.2 电感Ld对电流脉动的影响2.2.3 电感Ld对超音频电流的影响2.2.4 电感Ld对短路电流的影响2.3 逆变器主电路的设计2.3.1 逆变器的主电路结构设计思路2.3.2 逆变器元件参数的选择2.4 负载电路的设计2.4.1 谐振电容器的计算2.4.2 加热线圈电感值的计算第3章 控制系统硬件的设计3.1 信号处理器TMS320F2812主控板的介绍3.1.1 TMS320F2812型芯片构成3.1.2 TMS320LF2812事件管理器(EV)简介3.1.3 TMS320F2812的ADC模数转换器3.1.4 TMS320F2812电源模块的电路设计3.1.5 TMS320LF2812与外围控制系统的通信接口设计3.2 整流控制系统信号处理电路硬件结构设计3.2.1 工频电流采样电路3.2.2 超音频电压信号采样电路3.2.3 给定电压信号采样电路3.2.4 整流同步认相电路3.2.5 整流触发功放电路3.3 逆变控制系统信号电路硬件的设计3.3.1 谐振频率跟踪获取电路3.3.2 逆变脉冲驱动功放电路3.4 保护控制系统硬件设计3.5 IGBT驱动电路的设计第4章 控制系统软件设计4.1 软件设计思路4.2 锁相环概念4.3 整流控制系统的软件设计4.3.1 系统控制结构图4.3.2 系统控制各环节传递函数的分析4.3.3 整流控制系统的数字触发器的运用s的选择'>4.3.4 整流控制系统采样周期Ts的选择4.4 逆变控制系统的软件设计4.4.1 逆变角检测模块程序设计4.4.2 扫频式零电压软起动4.4.3 槽路谐振频率的跟踪第5章 结论5.1 整体思路5.2 论文所取得的成就5.3 实验结果5.4 本设计存在的不足致谢参考文献在校学习期间所发表的论文、获奖
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