电力电子课程设计中频加热电源设计教材.docx

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PAGE \* MERGEFORMAT28 电力电子技术课程设计 中频加热电源主电路设计 学院 信息科学与工程学院 姓名 学号 班级 指导教师 完成时间 2015.1.20 摘要 感应加热电源具有加热效率高,速度快,可控性好,易于实现高温和局部加热,易于实现机械化和自动化等优点,目前已在金属熔炼,淬火,工件透热,焊接,铸造表面热处理等行业得到广泛应用。 本设计中主要研究了中频感应加热电源及其相关技术的发展现状和趋势,设计了1.0KHz∕100KW可控硅中频感应加热电源的整流电路及控制电路。整流电路采用三相桥式全控整流电路,电路结构简单。控制电路采用双闭环反馈控制系统,改善信号迟滞的缺点。 利用晶闸管把50 Hz的工频变成中频电源的装置。即由三相全控整流电路把工频电流整流成直流,经过电抗器滤波后,经单相逆变桥将直流变为单相中频交流,以驱动负载。 关键字:感应加热电源;串联谐振;逆变电路;IGBT;整流电路 目录  HYPERLINK \l _Toc282536807 引言: 5  HYPERLINK \l _Toc282536808 1 加热电源简介 5  HYPERLINK \l _Toc282536809 1.1感应加热电源的特点及应用 5  HYPERLINK \l _Toc282536810 1.2感应加热电源的发展阶段 6  HYPERLINK \l _Toc282536811 1.3感应加热电源的发展的主要因素 7  HYPERLINK \l _Toc282536812 2感应加热电源 8  HYPERLINK \l _Toc282536813 2.1基本工作原理 8  HYPERLINK \l _Toc282536814 2.2基本结构 9  HYPERLINK \l _Toc282536815 3整流电路的设计 11  HYPERLINK \l _Toc282536816 3.1整流电路的分类 11  HYPERLINK \l _Toc282536817 3.2整流电路的选择 11  HYPERLINK \l _Toc282536818 3.3三相桥式全控整流电路 12  HYPERLINK \l _Toc282536819 3.4整流电路的参数设计 13  HYPERLINK \l _Toc282536820 4逆变电路 14  HYPERLINK \l _Toc282536821 4.1逆变器基本分类: 14  HYPERLINK \l _Toc282536822 4.2逆变器的工作原理  PAGEREF _Toc282536822 \h 15  HYPERLINK \l _Toc282536823 5控制电路的设计 17  HYPERLINK \l _Toc282536824 5.1控制电路的结构及原理  PAGEREF _Toc282536824 \h 17  HYPERLINK \l _Toc282536825 5.2控制电路的作用 19  HYPERLINK \l _Toc282536826 5.3控制策略 19  HYPERLINK \l _Toc282536827 5.4 1.0KHz∕100KW感应加热电源控制电路结构 21  HYPERLINK \l _Toc282536828 5.5过电流和过电压的保护电路 21 5.6 驱动电路的设计22  HYPERLINK \l _Toc282536829 6设计结果分析 27  HYPERLINK \l _Toc282536830 7设计心得 27  HYPERLINK \l _Toc282536831 参考文献 ……………………………………………………………………………………………………………28 引言 随着功率器件的发展,感应加热电源的频率也逐步提高,经历了中频、超音频、高频几个阶段。在感应加热电源的应用中,淬火、焊管、焊接等工艺都要求高频率高功率的电源。功率MOSFET虽然可以实现高频工作,但其电压、电流容量等级低,大功率电源需采用串、并联技术,影响了电源运行的可靠性。绝缘栅双极晶体管(IGBT)比较容易实现电源高功率化,但在高频情况下,其开关损耗,尤其是IGBT关断时存在的尾部电流,会限制工作频率的进一步提高。 本文论述的中频感应加热电源采用功率自关断功率器件IGBT,负载频率是开关管工作频率的二倍,间接拓宽了IGBT的使用频率;功率管工作于零电流开关状态

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