隨著高頻感應(yīng)加熱電源的廣泛應(yīng)用,頻率跟蹤控制的重要性越來越凸顯。針對(duì)感應(yīng)加熱電源中傳統(tǒng)模擬頻率跟蹤控制電路頻率跟蹤范圍小,而數(shù)字頻率跟蹤控制電路硬件成本高,程序復(fù)雜不易實(shí)施等問題,本文提出了一種基于STM32單片機(jī)、CD4046和SG3525的數(shù)字模擬復(fù)合頻率跟蹤控制電路的方法。通過數(shù)字模擬復(fù)合頻率跟蹤控制的方法,克服了傳統(tǒng)頻率跟蹤控制電路頻率跟蹤范圍窄電子元器件易磨損,數(shù)字頻率跟蹤控制電路價(jià)額昂貴,研發(fā)成本高等缺點(diǎn)。論文首先通過搭建高頻感應(yīng)加熱電源主電路回路,介紹并分析了幾種調(diào)功方案,并針對(duì)本文進(jìn)行針對(duì)性的選擇,給出了實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的硬件和軟件設(shè)計(jì)方案。通過Matlab/Simulink仿真及搭載實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,運(yùn)用該數(shù)字模擬復(fù)合式頻率跟蹤控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頻率快速準(zhǔn)確的跟蹤,頻率跟蹤范圍廣,硬件成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TN86
【部分圖文】：

２．１感應(yīng)加熱電源主回路設(shè)計(jì)??高頻感應(yīng)加熱電源有整流環(huán)節(jié)，濾波環(huán)節(jié)，逆變環(huán)節(jié)和負(fù)載構(gòu)成，結(jié)構(gòu)框圖??如圖２．１所示。本設(shè)計(jì)中整流部分采用Ｈ相不可控整流電路，將Ｈ相電整流成直??流，濾波后，再通過電壓型逆變器逆變成高頻交流電輸出給負(fù)載。本設(shè)計(jì)中控制??部分電路主要由ＳＴＭ３２單片機(jī)構(gòu)成，主要實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤、監(jiān)控、顯示等功能。??逆巧電路??Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?????１?Ｋ??????｜ａＣ????＾相電源?？巧流電巧?？巧波電巧Ｊ——？逆變電路?？巧振阿路￣？巧我??????Ｉ?Ｉ??Ｉ?ｎ?￣￣￣￣?＇??Ｉ??Ｉ??拴制電路?＜???圖２．１加熱電源主電路結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．２．１?Ｈｅａｔｉｎｇ?ｐｏｗｅｒ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??根據(jù)實(shí)驗(yàn)的的需要，設(shè)計(jì)加熱電源主電路整流部分采用不可控整流電路，逆??變器部分采用電壓型逆變電路，負(fù)載電路采用串聯(lián)諧振。在本試驗(yàn)中搭建的加熱??電源參數(shù)設(shè)計(jì)如下：??加熱電源的輸入電壓為：３８０／５０／／Ｚ；額定的輸出功率為：／＾、，＝７０ＡＴ；加熱電??源輸出頻率為：／ｗ＝２〇ＷＺ；??２．２整流電路的參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)??２．２．１整流電路的分析??整流電路的主要功能是將電網(wǎng)的交流電通過整流轉(zhuǎn)換成直流。對(duì)于感應(yīng)加熱??電源來講，整流電路需要將整流輸出的直流送到逆變器的輸入端，逆變器相當(dāng)于??加熱電源中整流電路的負(fù)載，所Ｗ，對(duì)于加熱電源的整流電路需要具備Ｗ下幾點(diǎn)??要求：??（１）整流電路的輸出夠滿足感應(yīng)加熱的生產(chǎn)要求

ａ）逆變器電流輸出特性?ｂ）輸出的脈沖控制波形??圖２．１１脈沖密度控制原理圖??Ｆｉｇ．２．１１?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?Ｐ山ｓｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ??改變脈沖密度調(diào)功的工作原理如圖２．１１所示，脈沖密度控制調(diào)功電路如圖??２．口所示。假設(shè)一個(gè)脈沖密度調(diào)功控制的一個(gè)時(shí)間周期為ｒ，逆變器ＩＧＢＴ工作??的時(shí)間為７：。，在逆變器工作的時(shí)間ｒ。。內(nèi)，ＩＧＢＴ巧、Ｆ７；和ｆＴ；、Ｆ７；交替輪流??導(dǎo)通，圖２．１３所示為對(duì)應(yīng)在Ｌ的周期內(nèi)逆變電路工作換流過程，在７；ｗ時(shí)間內(nèi)，??巧、脈沖控制信號(hào)被封鎖，同時(shí)負(fù)載諧振電流通過ｒｒ；和Ｆ７；，圖２．１４所示??為一路脈沖控制不工作時(shí)，逆變器的環(huán)流過程。??＋??四岳；巧?四岳；叫??Ｕ，?ａ?戸占□￣￣＾ＹＹＹ＾＿｜｜＿?ｂ??—?？?Ｃ?Ｊ￣￣??四奇Ｊ；嗎ｉ。?四巧Ｊ啤??圖２．１２脈沖密度逆變控制主電路拓?fù)??Ｆｉｇ．２．１２?Ｐｕｌｓｅ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｙｏｕ?ｇｅｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?化ｐｏｌｏｇｙ??

圖２．１４?周期內(nèi)換流??Ｆｉｇ．２．１４?Ｔｇｆｆ?ｃｙｃｌｅ?ｉｎ?ｆｌｏｗ??當(dāng)逆變器的負(fù)載電路發(fā)生諧振時(shí)，只考慮加載負(fù)載兩端的逆變器輸出電壓，??負(fù)載的回路方程可Ｌ；；表示為：??Ｌ——Ｈ—Ｊｉｇｄｔ?＋?Ｒｉ＾?———?ｓｉｎ?ｃｏｔ?（２．１６）??ｄｔ?Ｃ?ｎ??其中，＂?＝?Ｗｒ＝ｌ／（ＺＣ）ｌ。??假設(shè)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為０，０?＝?ｗ＾／Ｗ？ｌ，所レッ，逆變器輸出給諧振??負(fù)載電路的諧振電流為：??ＭＪ．?（?－Ｖ??�。�?＝—＾?１－ｅ?２ｉ?ｓｉｎ?ｃｏｔ?（２．１７）??兀Ｈ?Ｊ??從圖２．１１中可Ｗ看出，逆變器中負(fù)載諧振的輸出電流包絡(luò)線為一階響應(yīng)，??
【引證文獻(xiàn)】

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1 安慧林;具有頻率跟蹤的磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2845073