一、课题综述及研究意义 感应加热就是将被加热物质置于高频交变磁场中，构成磁场的磁力线切割处于磁场中的加热物质，在垂直于磁力线的截面上，根据法拉第电磁感应定律，产生涡流，感生涡流在导电物质呈现的交流阻抗上依据焦耳热效应定律产生热能对工件进行加热。它是相对于传统电阻的电流热效应加热及火焰加热而言的新型加热方式，是一种高效、环保、安全的先进加热技术。感应加热设备的核心组成部件是感应加热电源，它为感应加热提供电能；感应加热电源的核心部件是电力半导体功率器件，电力半导体器件的制造水平（功率容量、工作频率、失效率、耗能等）决定了感应加热电源的技术水平，感应加热的性能指标又制约着感应加热设备技术的发展。 高频感应加热电源在工业生产和日常生活中具有重要的作用，在高频大功率感应加热电源和谐振回路方面的研究也日益受到重视，并取得了很大的成绩，但在设计和制作高效率的大容量高频电源方面的工作仍然有很多工作需要完善。随着现代电力电子技术的不断发展，使得实现大容量高频高效的工业加热电源成为可能。因此，对高频感应加热电源研究有比较深远的实用价值。 二、课题拟采取的研究方法和技术路线 本文在高频感应加热电源的大的研究背景下，决定对20kW/20kz的工业型电磁炉进行研究设计，对其主电路（包括整流、滤波、逆变）等部分进行设计及相关参数计算。运用51单片机作为总控制芯片，实现按键、显示及报警等功能，选用专用移相PWM控制芯片UC3895和驱动IGBT模块芯片2PD315进行逆变器PWM控制技术的设计。并附有控制总图及主程序流程图。 三、主要参考文献 [1]刘平，曾波.E类放大电路中晶体管的功率损耗[J].现代电子技术，2007,30(16): 171- 173. [2]李定宣，丁增敏.现代高频感应加热电源工程设计与应用[M].北京:中国电力出版社，2010 [3]沈庆通，梁文林.现代感应热处理技术[M].北京：机械工业出版社，2008. [4]SV MOLLOV，M Theodoridis ,A TForsyth，High Forsyth,Hight Frequency Votagefed Inverter With Phaseshife control for induction Heating [J] IEEE Pro-electr, power 2004 151 : 12-18. [5]李定宣.稳定开关电源设计与应用[M].北京：中国电力出版社，2007. [6]熊一频.基于IGBT倍频式180KHZ感应加热电源的研究[J].电力电子技术，2008 , (11). [7]李亚斌.串联型感应加热电源的自动负载匹配技术[J].电力电子技术，2008，（8）. [8]潘天明.现代感应加热装置[M].北京：冶金工业出版社，1996. [9]沈锦飞等.钢丝热处理用大功率高频感应加热电源的研制[J].电力电子技术，2003,（12）. [10]Ns Bayindir O Kukrer M yakup DSP-based PLL-Controlled 50~100kHZ 20kw High frequwncy induction Heaating system for surface Hardening and weiding Applicatins [J] IEEE Proc-Electr power Appl,2003, 150(3):365~71. [11]赵前哲，柳亦兵，刘衍平.感应加热在金属制品生产中的应用[J].工业加热，2009, 38(4):12-14. [7]徐先泽，肖雅静，时千峰.感应加热技术的应用及发展[J].现代零部件，2010 (3): 62-63. [8]俞勇祥.陈辉明.感应加热电源的发展[J].金属热处理，2000 (8): 28-29. [9]汪红.吴次南.电磁感应定律的确立验证及其理论地位[J].贵州工业大学学 报:自然科学版,2008, 37(1): 16-19. [10]陈维刚，途怀斌.集肤效应电伴热技术的应用[J].当代化工,2005, 33(3):179-182. [11]赵修科.开关电源中磁性元器件[J].南京:南京航空航天大学自动化学院，2004, 8:90-101. [12]李定宣，丁曾敏.高频感应加热电源工程设计与应用[J].中国电力出版社.2010. [13] Saha, Bishwajit, R. Kim. High Power Density Series Resonant Inverter using an Auxiliary Switched Capacitor Cell for Induction Heating Applications[J]. 2013:1-1. [14]Lucia, O., Burdio, J. M., Barragan, L. A., Acero, J., Millan, I. Series-resonant multiinverter for multiple induction heaters[J]. Power Electronics, IEEE Transactions on, 2010, 23(11): 2860-2868. [15]郭继红.关于阻抗匹配问题的分析[J].辽宁大学学报:自然科学版，2001,28(3): 237-239. [16]刘教民，李建文，王震洲.电流型谐振逆变器负载调频调功方案[J].电力电子技术，2010, 44(10): 81-83. [17]李金刚，钟彦儒，明正峰.一种分析与设计电压型感应加热电源负载匹配静特性的新方法[J].电工技术学报，2007, 21(11): 101-103. [19] Sarnago H., Lucia O., Mediano A., Burdio J.M. Class-D/DE dual mode operation resonant converter for improved-efficiency domestic induction heating system[J]. Power Electronics, IEEE Transactions on, 2013, 28(3): 1274-1283. [20]Park, Nam-Ju, Dong-Yun Lee, and Dong-Seok Hyun. A Power-control scheme with constant switching frequency in class-D inverter for induction-heating jar application[J].Industrial Electronics , IEEE Transactions on, 2007, 34(3):1232-1260.
毕业设计（论文）工作实施计划 感应加热就是将被加热物质置于高频交变磁场中，构成磁场的磁力线切割处于磁场中的加热物质，在垂直于磁力线的截面上，根据法拉第电磁感应定律，产生涡流，感生涡流在导电物质呈现的交流阻抗上依据焦耳热效应定律产生热能对工件进行加热，它是相对于传统电阻的电流热效应加热及火焰加热而言的新型加热方式，是一种高效、环保、安全的先进加热技术。感应加热设备的核心组成部件是感应加热电源，它为感应加热提供电能。感应加热电源的核心部件是电力半导体功率器件，电力半导体器件的制造水平（功率容量、工作频率、失效率、耗能等）决定了感应加热电源的技术水平，感应加热的性能指标又制约着感应加热设备技术的发展。本文首先介绍了感应加热电源的背景及研究意义。其次，介绍了谐振电路及逆变电路的结构及参数。然后，通过主电路的设计进行参数的计算，完成硬件控制电路的设计。最后，详细介绍了全桥移相逆变器工作原理及工作模式。 |
