高频感应加热电压型谐振逆变器的研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文高频感应加热电压型谐振逆变器的研究专业:电力电子与电力传动研究生:王培飞指导教师:孟丽囡副教授辽宁工业大学电子与信息工程学院二〇一五年三月MasterThesisResearchonVoltageResonantInverterofHighFrequencyInductionHeatingPowerSupplySpeciality:PowerElectronicsandPowerDrivesCandidate:WANGPei-feiSupervisor:AssociateProfess

2、orMENGLi-nanLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要相对于传统加热，感应加热是一种新型先进的加热技术。它是根据耦合方式，在被加热物质上感生出涡流，产生热能进行加热。由于感应加热的使用不断扩展到各个领域，对其加热工艺、智能化、可靠性和效率的要求越来越高。因此对高频感应加热技术进行研究具有十分重要的现实意义。文中首先分析了几种常用逆变调功电路。在逆变部分既完成频率跟踪又完成功率调节，其控制驱动电路相对复杂，在调功范围比较

3、大的感应加热电源中不适用。在分析了两种直流调功方法优缺点的基础上，确定采用不控整流加斩波调功方法。其次，为了降低硬开关造成的损耗，研究了软开关斩波电路，并对软开关斩波电路进行模型搭建，并进行仿真分析，得出理论输出结果。最后对比分析了LC串联负载、LC并联负载、LLC负载电路的工作特性，确定采用能够降低流过开关管电流的三阶LLC串联负载。因为三阶串联负载的储能元件增多，二阶LC串联负载的设计参数公式不再适用。从负载匹配和最大功率传输两方面研究了三阶LLC串联负载的参数设计方法，提出了一种估计品质因数设计方法。为

4、了使负载自动匹配，需要对三阶LLC串联电路谐振频率进行跟踪。频率跟踪是由锁相环完成的。文中介绍了锁相环工作原理和数学模型。分析了模拟器件搭建频率跟踪方法优缺点之后，重点研究了基于TMS320F2812的数字锁相环来跟踪三阶LLC串联负载固有谐振频率变化。通过仿真验证了估计品质因数设计方法设计的参数能够满足设计要求。通过对软开关斩波电路搭建仿真模型，验证了软开关有效地降低开关损耗。通过对频率跟踪搭建简单的模型，得出输出电压和输出电流波形，频率跟踪效果良好。关键词：感应加热；频率跟踪；功率调节；负载匹配；数字锁相

5、环IAbstractComparedwithtraditionalheating,inductionheatingisaheatingofnewandadvancedtechnologies.Basingontheworkingprincipleofcoupledway,theheatedmaterialswillproduceinducededdycurrent,whichcanfurtherproduceheatenergyforheating.Owingtotheinductionheatingtech

6、nologyhasbeenusedinmoreandmorefields,therequirementstowardsitsheatingprocess,intelligence,reliabilityandefficiencyhavebecomeincreasinglydemanding.Thustheresearchofhighfrequencyinductionheatingisofgreatpracticalsignificance.Somecommonadversemodulationcircuit

7、sareanalyzedinthefirstpart.Theircontroldrivingcircuitsarestillrelativelycomplexbecausetheyneedtocompletefrequencytrackingandpowerconditioninginthesameinverterpart.Therefore,theyarenotappropriateininductionheatingpowersupplieswithalargerangeofpoweradjusting.

8、AftertheadvantagesanddisadvantagesofthetwoDCpowerhavebeenanalyzed,themethodofusinguncontrolledrectificationandchopperisdetermined.Inthesecondpart,inordertoreducelossescausedbyhardswitching,softswitchin