感應加熱技術以節(jié)能、環(huán)保、高效的特點被廣泛應用在焊接、熔煉、鑄造以及廢氣處理等場合,由于加熱對象的復雜性,感應加熱電源面臨著很多挑戰(zhàn),需要朝著更加高效、更加節(jié)能化的方向發(fā)展。在感應加熱中,加熱線圈和加熱工件作為負載被等效為電感和電阻串聯(lián)的形式,由于應用場合不同,加熱對象的形狀大小各不相同,因此負載參數(shù)電感和電阻難以確定。在加熱過程中,隨溫度變化,負載電感和電阻發(fā)生變化,使得諧振頻率和加熱功率均發(fā)生改變,從而影響加熱效率和效果。尤其在熔煉等場合,負載電感在居里點處會發(fā)生突變,導致電路工作狀態(tài)劇烈變化,甚至損壞電源。針對上述情況,本文研究基于帶可變遺忘因子遞推最小二乘法在感應加熱電源負載參數(shù)辨識中的應用,通過對負載電阻和電感的辨識以確定相應的功率和諧振頻率,從而達到高效加熱的目的。即使在負載參數(shù)電感和電阻突變時,仍能夠進行快速準確的辨識,使電路安全穩(wěn)定運行。根據(jù)上述感應加熱電源負載的特性和加熱要求,建立感應加熱電源負載槽路的方程模型,列出負載參數(shù)電感和電阻與負載兩端電壓和槽路電流的方程式,利用遞推最小二乘法對該方程進行求解,最終計算出負載參數(shù)電感和電阻的大小,從而調(diào)節(jié)頻率和功率,使電源高效... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 感應加熱的原理與三大效應
        1.1.1 感應加熱的基本原理
        1.1.2 感應加熱的三大效應
    1.2 課題的研究背景
        1.2.1 負載特性
        1.2.2 逆變器的工作狀態(tài)和調(diào)功方式
    1.3 研究現(xiàn)狀
    1.4 課題意義與所做工作
2 負載參數(shù)辨識方法的分析
    2.1 感應加熱主電路分析
    2.2 算法介紹
        2.2.1 最小二乘法
        2.2.2 遞推最小二乘法
        2.2.3 帶可變遺忘因子的遞推最小二乘法
    2.3 算法分析
    2.4 本章小結
3 負載參數(shù)在線辨識的仿真驗證與分析
    3.1 仿真結果分析
        3.1.1 負載參數(shù)不變
        3.1.2 負載參數(shù)變化
        3.1.3 負載參數(shù)變化且加入干擾
    3.2 頻率跟蹤與功率控制仿真
    3.3 本章小結
4 基于FPGA和STM32的控制系統(tǒng)設計
    4.1 軟件設計
        4.1.1 軟件簡介
        4.1.2 程序設計
    4.2 檢測和保護電路設計
        4.2.1 采樣電路設計
        4.2.2 逆變器驅動電路及保護電路
    4.3 本章小結
5 實驗結果與分析
    5.1 實驗平臺
    5.2 實驗結果分析
        5.2.1 實驗要求
        5.2.2 實驗結果
        5.2.3 頻率跟蹤與功率控制
    5.3 本章小結
6 全文總結與展望
致謝
參考文獻
在校期間所發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于最小二乘法的系統(tǒng)參數(shù)辨識[J]. 顧瑋.  辦公自動化. 2017(21)
[2]基于最小二乘法的無線充電線圈自感辨識[J]. 郭麗莎,羅志超,魏學哲.  汽車工程. 2017(10)
[3]最小二乘法原理及曲線曲面應用[J]. 白慶月,岳俊瑞.  納稅. 2017(18)
[4]基于MCU和FPGA雙處理器的感應加熱電源設計[J]. 張亮.  電力電子技術. 2017(06)
[5]基于FPGA的感應加熱逆變斬波調(diào)功控制電路[J]. 胡聰權,賈冰,向毅,張軍偉.  電力電子技術. 2017(05)
[6]基于RLS的Boost轉換器在線多參數(shù)辨識研究[J]. 陳晨,童喬凌,閔閏,呂典.  微電子學與計算機. 2017(05)
[7]基于遞推最小二乘算法的逆變器參數(shù)辨識[J]. 張海寧.  電力科學與工程. 2017(02)
[8]低合金鋼感應淬火溫度場模擬與優(yōu)化[J]. 朱志明,柴鋒,梁豐瑞,蘇航,徐昭辰,魯曉剛.  鋼鐵研究學報. 2017(01)
[9]基于多電平逆變器的感應加熱雙頻率輸出設計[J]. 冷朝霞,劉慶豐.  電工技術學報. 2016(24)
[10]電源頻率對鋼管感應加熱過程影響的模擬試驗及驗證[J]. 陳天翔,王占軍.  金屬熱處理. 2016(11)

博士論文
[1]電壓型負載諧振變換器諧振槽路參數(shù)優(yōu)化設計與負載匹配的研究[D]. 李金剛.西安理工大學 2007

碩士論文
[1]智能中頻感應加熱電源的研究與設計[D]. 李興勝.電子科技大學 2017
[2]基于LCL拓撲的感應加熱及無線電能傳輸系統(tǒng)研究[D]. 才多.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]大功率超音頻感應加熱電源關鍵技術的研究[D]. 張甫國.北京交通大學 2016



本文編號：3189298