本科毕业设计(论文)中期报告-基于移相控制的感应加热电源.doc

燕 山 大 学 本科毕业设计（论文）中期报告 课题名称：基于移相控制的感应加热电源 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 10级应用电子技术 学生姓名： 张超 指导教师： 吴俊娟 完成日期： 2015.5.2 毕业设计的进展情况L. Grajales, K.R. Wang. Design Of A 10 Kw, 500 KHz Phase-Shift Controlled Series-Resonant Inverter For Induction Heating[C]. Proc. Industry applications society annual meeting, Toronto, Oat, Canada, 1993: 843–849），撰写论文。 已完成任务情况 查阅的主要文献资料 本论文参考的主要文献资料为-黄瑾瑜.基于移相控制的高频感应加热电源的研究[J]. 机械制造与自动化.2010, 1(1):165-168 适合负载 低阻值负载 高阻值负载 启动难易 简单（自激、它激） 困难（自激） 布线要求 较高 较低 可靠性 较差 较可靠 通过上表对比，本课题采用串联谐振逆变器。 感应加热电源的调功方式的研究 串联谐振逆变器的功率调节方式分为直流调功和逆变调功。该部分只以移相调功方式为例感性重点讲述逆变调功方式中的移相调功（移相PWM调功）输出电压U傅里叶级数表示为 输出电压基波分量为 输出功率因数角为 负载等效阻抗为 输出有功功率为 输出功率随着移相角增大而单调减小，在移相角最大时，输出脉宽最小，输出功率减小，负载工作频率远大于谐振频率；随着移相角逐渐减小，其输出脉宽逐渐增大，输出功率也逐渐增大，负载工作频率下降；移相角为0时，输出脉宽最大，输出功率也最大，工作频率等于负载频率。从图3—2可以看出，这种调功方式下逆变器的换流方式为VT3→D2→VT2，VT2→D3→VT4以及VT1→D4→VT4，VT4→D1→VT1，属于逆变器桥臂换流(即由每个桥臂的反并联二极管换流至该桥臂的开关器件)。还可以看出这种方式下定向臂和移相臂均能实现零电流开通，在θ较小时，基准臂VT3，VT2实现准零电流关断，但移相臂VTl，VT4的关断电流不随移相角β的增大而单调减小。以上说明在这种移相控制方式下，能够实现定相臂主开关元件的准谐振软开关。 系统框图 本课题的系统框图如上所示。 其中主电路部分采用三相不控整流和外部移相控制的MOSFET可控全桥逆变组合的典型的逆变侧调功的电路拓扑。谐振槽路采用串联谐振负载等效。 图2-3 控制回路由移相功率控制电路和频率跟踪电路组成。通过对负载侧的电流和电压采样，利用移相芯片UC3875和外围电路实现功率控制，利用CD4046锁相环电路实现频率跟踪。其中功率调节部分是通过检测串联谐振负载两端电压和流过电流，由 模拟乘法器转换成功率信号，并接置UC3875的3脚。 感应加热电源硬件电路设计 主电路设计 传统主电路如图2-4。考虑软开关的实现，在移相臂和定相臂上各种并联缓冲电容。 图2-4 传统逆变器只能工作中感性状态下，而实际工况下，由于负载变化逆变器可能短时间内工作在容性或者阻性状态。为了抑制MOSFET自身反并联二极管的作用，改进后主电路如图2-5，通过在桥臂串并联快恢复二极管，使逆变器即使在容性状态下也能安全运行。 图2-5 主要参数设计： 额定功率P=20KW,工作频率f=100KHZ，输入电源三相380V/50HZ,负载等效电感L=0.11mH，负载等效电阻R=13Ω，负载补偿电容C=100nF。 控制回路 控制回路由移相功率控制电路和频率跟踪电路组成。 开环仿真 利用MATLAB进行开环仿真。仿真电路如图2-4。 图2-4 移相角为0°时输出电压电流波形： 移相角为0°时开关管VS1-VS4的驱动波形和输出电压电流波形： 移相角为30°时开关管VS1-VS4的驱动波形： 移相角为30°时输出电压电流波形： 移相角为45°时开关管VS1-VS4的驱动波形： 移相角为45°时输出电压电流波形： 移相角为60°时开关管VS1-VS4的驱动波形： 移相角为60°时输出电压电流波形： 闭环仿真 闭环仿真主电路 信号发生器 毕业设计过程中困难和问题是如何克服解决的，在实践能力方面有哪些提高。 （）毕业设计的下一步工作如何安排，写出具体的时间进度表。 （）撰写毕业论文工作的具体安排和打算，列出完成毕业论文的时间进度表。