超音频感应加热电源的研究.doc
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超音频感应加热电源的研究,页数 54字数 30827 摘 要本文采用全控型电力半导体器件igbt，研究了50kw/（10~50）khz串联谐振式超音频感应加热电源。首先，文中简要给出了感应加热的基本原理，详细介绍了串联谐振逆变器的工作原理。其次，文中提出了系统总体设计方案，本文对主电路的参数进行了计算，分析了逆变器频率跟...
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超音频感应加热电源的研究
页数 54 字数 30827
摘 要
本文采用全控型电力半导体器件IGBT，研究了50KW/（10~50）KHZ串联谐振式超音频感应加热电源。
首先，文中简要给出了感应加热的基本原理，详细介绍了串联谐振逆变器的工作原理。
其次，文中提出了系统总体设计方案，本文对主电路的参数进行了计算，分析了逆变器频率跟踪控制的基本原理，建立了系统的数学模型，给出了系统的稳定条件。
最后，设计了以锁相环4046为核心，以80c196kc单片机为辅助控制器的逆变控制电路，设计了模糊控制器，并将二者结合作为复合控制器。本文对逆变器和控制器进行了仿真，结果证明了该设计方案的可行性。
关键词：IGBT，超音频，串联谐振，感应加热，锁相环，模糊控制
目 录
第一章 绪论 1
§1-1 感应加热电源课题研究的必要性 1
§1-2国内外技术发展与现状 2
1-2-1国外技术发展与现状 2
1-2-2国内技术发展与现状 2
§1-3选题目的、意义及任务 3
1-3-1 选题意义 3
1-3-2 目的及任务 3
第二章 感应加热基本原理、电源组成及串联逆变电路拓扑结构 4
§2-1 感应加热基本原理 4
2-1-1 电磁感应和感应加热 4
2-1-2电磁感应的三个效应 5
2-1-3 加热时金属物理性质的变化 5
§2-2感应加热电源的组成 6
§2-3串联逆变器的拓扑结构 6
2-3-1 电压型串联谐振逆变电路 6
2-3-2 串联谐振逆变器工作原理分析 10
第三章 系统设计 15
§3-1 系统总体结构 15
§3-2 主电路设计 15
3-2-1系统主电路设计 16
3-2-2主电路元件参数计算 16
3-2-3 电解电容Cd的计算 17
3-2-4 吸收电路参数的计算 17
§3-3 控制电路设计 19
3-3-1 逆变器频率跟踪设计原理 19
3-3-2 频率跟踪与移项、闪频与相位补偿控制电路设计 27
3-3-3 驱动电路设计 29
3-3-4保护电路设计 30
3-3-5 频率检测 32
3-3-6 FUZZY控制器的设计 36
第四章仿真结果与分析 41
§4-1逆变器仿真结果与分析 41
4-1-1．负载谐振时（开关频率等于负载本振频率） 41
4-1-2 开关频率大于负载本振频率 42
4-1-3．开关频率小于负载本振频率 44
§4-2控制算法仿真与分析 45
第五章 结论 47
参考文献 48
致谢 50
参考文献
[1]孙增沂等编著. 智能控制理论与技术. 清华大学出版社+广西科学技术出版社. 1997.52~60
[2]袁男儿，王万良，苏宏业编著. 计算机新型控制策略及其应用. 北京：清华大学出版社. 1998
[3]黄俊，秦祖荫编. 电力电子自关断器件及电路. 北京： 机械工业出版社. 1991
[4]冯冬青，谢宋和. 模糊智能控制. 北京：化学工业出版社. 1998.33~80
[5]刘增良主编. 模糊技术与应用选编（1）、（2）、（3）. 北京：航空航天大学出版社. 1997
页数 54 字数 30827
摘 要
本文采用全控型电力半导体器件IGBT，研究了50KW/（10~50）KHZ串联谐振式超音频感应加热电源。
首先，文中简要给出了感应加热的基本原理，详细介绍了串联谐振逆变器的工作原理。
其次，文中提出了系统总体设计方案，本文对主电路的参数进行了计算，分析了逆变器频率跟踪控制的基本原理，建立了系统的数学模型，给出了系统的稳定条件。
最后，设计了以锁相环4046为核心，以80c196kc单片机为辅助控制器的逆变控制电路，设计了模糊控制器，并将二者结合作为复合控制器。本文对逆变器和控制器进行了仿真，结果证明了该设计方案的可行性。
关键词：IGBT，超音频，串联谐振，感应加热，锁相环，模糊控制
目 录
第一章 绪论 1
§1-1 感应加热电源课题研究的必要性 1
§1-2国内外技术发展与现状 2
1-2-1国外技术发展与现状 2
1-2-2国内技术发展与现状 2
§1-3选题目的、意义及任务 3
1-3-1 选题意义 3
1-3-2 目的及任务 3
第二章 感应加热基本原理、电源组成及串联逆变电路拓扑结构 4
§2-1 感应加热基本原理 4
2-1-1 电磁感应和感应加热 4
2-1-2电磁感应的三个效应 5
2-1-3 加热时金属物理性质的变化 5
§2-2感应加热电源的组成 6
§2-3串联逆变器的拓扑结构 6
2-3-1 电压型串联谐振逆变电路 6
2-3-2 串联谐振逆变器工作原理分析 10
第三章 系统设计 15
§3-1 系统总体结构 15
§3-2 主电路设计 15
3-2-1系统主电路设计 16
3-2-2主电路元件参数计算 16
3-2-3 电解电容Cd的计算 17
3-2-4 吸收电路参数的计算 17
§3-3 控制电路设计 19
3-3-1 逆变器频率跟踪设计原理 19
3-3-2 频率跟踪与移项、闪频与相位补偿控制电路设计 27
3-3-3 驱动电路设计 29
3-3-4保护电路设计 30
3-3-5 频率检测 32
3-3-6 FUZZY控制器的设计 36
第四章仿真结果与分析 41
§4-1逆变器仿真结果与分析 41
4-1-1．负载谐振时（开关频率等于负载本振频率） 41
4-1-2 开关频率大于负载本振频率 42
4-1-3．开关频率小于负载本振频率 44
§4-2控制算法仿真与分析 45
第五章 结论 47
参考文献 48
致谢 50
参考文献
[1]孙增沂等编著. 智能控制理论与技术. 清华大学出版社+广西科学技术出版社. 1997.52~60
[2]袁男儿，王万良，苏宏业编著. 计算机新型控制策略及其应用. 北京：清华大学出版社. 1998
[3]黄俊，秦祖荫编. 电力电子自关断器件及电路. 北京： 机械工业出版社. 1991
[4]冯冬青，谢宋和. 模糊智能控制. 北京：化学工业出版社. 1998.33~80
[5]刘增良主编. 模糊技术与应用选编（1）、（2）、（3）. 北京：航空航天大学出版社. 1997
