SIC MOSFET在感应加热电源中的应用

目前,感应加热电源技术主要朝着大功率、高频率和智能化控制技术的方向发展。然而,随着逆变开关频率的提高,功率器件的开关损耗随之增加。具有高临界雪崩击穿电场强度、高热导率、小介电常数等突出优点的宽禁带半导体材料SiC MOSFET的应用为这一问题的解决提供了理想的方案。本文详细研究了感应加热电源逆变器的设计、SiC MOSFET器件的驱动电路以及电源的功率扩展等问题;开发出了频率超过800 kHz,单逆变桥功率超过50k W的新型感应加热电源;通过并桥处理,电源单机容量可达200 kW,在一定程度上填补了将新型SiC MOSFET器件应用于感应加热领域的空白。     

FUZZY-PLL复合控制策略在感应加热电源中的应用

提出一种采用模糊－锁相环（ＦＵＺＺＹ－ＰＬＬ）复合控制策略的感应加热电源控制方法。仿真及实验结果表明,采用ＦＵＺＺＹ－ＰＬＬ复合控制的感应加热设备具有快速动态性能和高精度稳态性能的特点。     

Fuzzy-DPLL在感应加热电源中的应用与研究

提出了在感应加热电源中采用模糊控制与数字锁相环相结合的负载频率跟踪方法,介绍了模糊控制与数字锁相环(Fuzzy-DPLL)控制器的原理及设计,并在Maflab中进行系统建模及验证,仿真及实验结果表明,采用Fuzzy-DPLL复合控制的感应加热设备具有快速的动态性能和高精度的稳态性能.     

IGBT在石油感应加热电源中的应用

介绍了一种新型石油感应加热电源,讨论了一些经过改进的ＩＧＢＴ应用方法,试验表明,改进后的电源高效,可靠。     

新型Buck-Boost变换器在感应加热电源中的应用

针对传统感应加热电源中直流斩波环节开关损耗大、调压范围窄的缺点,提出一种新型的Buck-Boost软斩波电路,通过增加辅助开关管和谐振元件实现了主开关、辅助开关和主续流二极管的软开通和软关断。这里以180 kHz高频感应加热电源为研究对象,逆变侧采用基于IGBT倍频的单相桥式逆变电路,使输出频率为逆变器频率的两倍,逆变器输出匹配串联谐振负载。此处详细分析了新拓扑结构的工作过程,并通过实验证明了分析和设计的正确性和可行性。     

串联型感应加热电源的自动负载匹配技术

分析了串联型固态高频感应加热电源的工作原理,阐述了脉宽移相自动负载匹配技术的工作原理和实现方法.采用该匹配技术可以使高频感应加热电源一直保持网侧的高功率因数、低谐波、高效率,从而提高固态高频感应加热电源对负载变化的适应能力.     

MM74HC4046在高频感应加热电源中的应用

感应加热逆变电源已广泛用于金属熔炼和金属表面热处理.对于微小工件的表面淬火,要求频率高,功率也比较大.为了满足这些要求,介绍了采用高速场效应管组成的频率为1MHz、输出功率为5kW的感应加热逆变电源,利用高速锁相环MM74HC4046,实现频率跟踪与功率自动控制.实验结果表明,研制的样机已达到了设计要求.     

超音频感应加热电源在水产养殖中的应用

针对水产养殖传统加温采用锅炉(燃煤、燃油或用电)加热装置能耗高、功率低、污染严重、运行费用高等缺点,设计一款以电磁感应原理为基础的超音频感应加热装置。该装置以高速数字信号处理器TMS320F2812DSP为控制核心,完成了频率跟踪的数字锁相环(DPLL)设计,采用模糊PID控制方法对温度进行实时动态调整,实现了高精度数字化控制的恒温供水系统。样机试验表明,该装置加热速度快,精度高,效率高,节能环保。     

模糊控制在感应加热电源调功中的应用研究

在比较各种感应加热电源功率调节方式的基础上,介绍了一种基于模糊控制的移相调功方式.研究了模糊控制技术在感应加热电源调功中的应用.与传统的控制策略相比,模糊控制具有不依赖控制对象精确的数学模型,较强的鲁棒性,控制方式简便等优点.采用高速IGBT开关器件设计了一台10 kW/30 kHz的感应加热电源样机.试验结果表明,该样机可获得良好的动态特性,具有稳态精度高,功率调节范围宽,工作稳定可靠的优点.     

PSM功率控制大功率感应加热电源及应用

采用一种脉冲均匀密度调制（Pulse Symmetrical Modulation,简称PSM）功率控制逆变器和2SD315A集成驱动电路,设计出感应加热电源,该电源已用于汽车配件热处理.逆变器采用全桥串联谐振式逆变电路,具有逆变和功率调节两个功能.逆变器的开关管按照PSM的控制策略实现了功率控制.逆变器自动跟踪负载谐振频率,控制开关管在零电压开通和零电流关断,实现ZCS和ZVS软开关,大大减小了开关器件的功率损耗,逆变器的输出功率因数接近1,提高了整机的效率.     

基于电流型PWM变流器的绕线转子感应电动机调速系统研究

利用电流型PWM变流器实现了绕线转子感应电动机串级调速,通过对变流器矢量控制方案的研究,实现了在调速的同时转子能量的回馈,同时利用转子回馈能量对电动机的功率因数进行补偿,使功率因数接近为1.0.调速系统具有可靠性高、寿命长、谐波含量小、成本低等优点.实验证明了方案的可行性.     

多感应器感应加热电源功率解耦控制

由于工业中分段加热的需要,必须采用多个感应器对工件进行分段加热。对目前采用的方法进行了一些归纳整理,并提出一种多个逆变器共同加热一个工件不同区域的方法。每个逆变器主电路采用半桥拓扑,连接一个感应器。由理论分析可知,当每个逆变器的负载电流同相位时,各逆变器之间的功率相互独立,不受磁场耦合的影响。制作了一台由两个逆变器组成的实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性。     

神经PID控制在SVPWM整流器VFDPC中的应用研究

分析了PWM整流器虚拟磁链直接功率控制(VFDPC)的工作原理,得出了基于虚拟磁链观测的瞬时功率估算式。设计了2个高通滤波器级联构成的二阶环节代替纯积分器滤除直流分量来解决虚拟磁链观测中存在的因积分初值选取不当造成的直流偏移问题。为提高PWM整流器直流电压稳定性,在电压外环设计了神经PID控制器。仿真结果表明,与传统PID控制相比,基于神经PID控制的SVPWM整流器直接功率控制系统直流侧电压稳定、动态性能更好。     

新型斩波电路在感应加热电源中的应用研究

介绍了一种应用于中频感应加热电源的新型软斩波电路.与传统晶闸管感应加热电源相比,采用该斩波电路的中频感应加热电源中的功率器件实现了软开关,降低了功率器件的开关损耗,提高了整机效率,改善了输出功率因数.分析了电源的结构和工作原理,设计了一台基于该新型电路的样机,实验验证了该电路的优点.     

基于空间电压矢量的电力机车四象限整流的研究

本论文侧重于三相电压型PWM整流器及其控制系统的工程设计与实现,以提供一种较为实用的控制器设计与选取方法。论文主要内容包括算法研究、控制器设计、装置开发、样机仿真。介绍了四象限整流器为核心的电力机车系统,阐述了四象限整流器的运行原理及控制电路设计;提出一种简单的空间电压矢量算法,该算法在矢量区间判断上采用非坐标变换法进行判断,给出了在各个扇区中的矢量选择以及作用时间的计算公式。这种改进方法对SVPWM控制算法有一定程度的简化,从而使其更易于数字化实现。最后建立了Matlab/Simulink环境下的仿真模型,对上述控制算法进行了仿真,仿真结果验证了控制算法的正确性和可行性。同时,这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动,实现能量再生,且具有控制算法简单、直流电压利用率高的特点。     

基于SVPWM调制的单相三电平PWM整流器研究

针对单相电压型三电平PWM整流器,探讨了一种新的调制方法——空间电压矢量SVPWM控制法。针对三电平变流器直流侧电压调节和平衡问题,引入了一种新的电压平衡方法。建立了变流器系统的数学模型,并在MATLAB环境下进行了计算机仿真。仿真结果表明：在机车运行的两种典型工况即牵引和再生下,SVPWM调制使得牵引变压器一次侧的功率因数接近于1,在电网侧可获得近似正弦波的电流,而且可以在以上两种典型工况间实现平滑的转换。该电压平衡方法能够有效地平衡直流侧电容电压。     

一种单相三电平中点钳位整流器的SVPWM控制方法

针对单相电压型三电平中点钳位(NPC)整流器,首先分析其工作原理,建立其基于开关函数的数学模型。针对单相三电平整流器直流侧两电容电压调节不平衡问题,探讨了一种基于空间电压矢量调制(SVPWM)控制方法和电压前馈的中点电位控制方法,并在Matlab环境下进行了计算机仿真。仿真结果表明,在机车运行的两种典型工况即牵引和再生制动下,SVPWM调制使得牵引变压器一次侧功率因数接近于1,在电网侧可获得近似正弦的电流波形,而且该调制方法易于离散数字化实现。该电压平衡方法能够有效地平衡直流侧电容电压。