感應(yīng)加熱逆變電源設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　感應(yīng)加熱逆變電源設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　感應(yīng)加熱可用于金屬熔煉、透熱、熱處理和焊接等過(guò)程，已成為冶金、國(guó)防、機(jī)械加工等部門(mén)及船舶、飛機(jī)、汽車(chē)等制造業(yè)不可缺少的技術(shù)。此外感應(yīng)加熱正不斷的進(jìn)入人們的家庭生活中，例如電磁爐等都是依靠感應(yīng)加熱原理工作的。感應(yīng)加熱電源的發(fā)展趨勢(shì)是高頻化、大容量化、智能化和綠色化。

2、目前的高頻感應(yīng)加熱電源頻率在幾百千赫左右技術(shù)比較成熟。</p><p>　　本文以串聯(lián)半橋感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象，首先在介紹感應(yīng)加熱的原理基礎(chǔ)上，闡述了感應(yīng)加熱電源的特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)其發(fā)展趨勢(shì)。其次介紹了串聯(lián)全橋逆變電路與串聯(lián)半橋逆變電路的優(yōu)缺點(diǎn), 半橋串聯(lián)諧振逆變器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易，有良好的經(jīng)濟(jì)效益等特點(diǎn)，故此，分析了串聯(lián)半橋逆變橋的工作原理。再次，在設(shè)計(jì)了一個(gè)串聯(lián)半橋逆變電路的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)器件

3、的具體電路參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并合理選擇元器件。最后，在一臺(tái)半橋串聯(lián)諧振電源上，通過(guò)改變整流濾波后的電壓，測(cè)試了橋臂電壓波形，并對(duì)波形進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，得出感應(yīng)加熱電源應(yīng)盡量避免空載等實(shí)驗(yàn)結(jié)論。</p><p>　　關(guān)鍵詞：感應(yīng)加熱；串聯(lián)諧振；半橋串聯(lián)諧振逆變器；IGBT； </p><p>　　A Design Of Induction Heating Power Inverter</p&g

4、t;<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Induction heating can be used for metal smelting, diathermy, heat reatment and welding process, the manufacturing sector has become an indispensable techno

5、logy in metallurgy, defense, machining and other departments and ships, airplanes, cars and so on. Besides induction heating is constantly entering people's family life, such as induction cooker, etc. are relying on

6、the principle of induction heating work. Induction heating power supply is the development trend of high-frequency, high-capacity</p><p>　　In this paper, the series half-bridge induction heating power supply

7、 for the study, first principles on the basis of introduction of induction heating, induction heating power supply elaborated characteristics, domestic development and should its development trend. Secondly, it introduce

8、s the advantages and disadvantages of full-bridge inverter circuit in series with a series of half-bridge inverter circuit, half-bridge resonant inverter series has a simple structure, easy to control, good econo</p&g

9、t;<p>　　Keywords: induction heating; series resonance; series resonant half-bridge inverter; IGBT；waveforms</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 概 述1</b></p>

10、<p>　　§1.1課題研究的背景1</p><p>　　§1.2 感應(yīng)加熱的基本原理2</p><p>　　§1.3 感應(yīng)加熱電源的特點(diǎn)4</p><p>　　§1.4國(guó)內(nèi)外發(fā)展及現(xiàn)狀5</p><p>　　§1.5 感應(yīng)加熱的發(fā)展趨勢(shì)6</p><

11、;p>　　第二章 半橋串聯(lián)諧振逆變器的主電路8</p><p>　　§2.1 全橋串聯(lián)諧振逆變電路8</p><p>　　§2.2半橋串聯(lián)諧振逆變電路9</p><p>　　§2.3半橋串聯(lián)逆變器工作原理10</p><p>　　第三章 主電路參數(shù)計(jì)算與選取12</p><p&

12、gt;　　§3.1原始數(shù)據(jù)12</p><p>　　§3.2變壓器的設(shè)計(jì)12</p><p>　　§3.3 確定整流晶閘管的參數(shù)13</p><p>　　§3.4 LC濾波器的設(shè)計(jì)14</p><p>　　§3.5 確定IGBT管參數(shù)14</p><p>　　

13、§3.5.1 額定電壓15</p><p>　　§3.5.2 額定電流15</p><p>　　§3.6 半橋高頻電容的參數(shù)計(jì)算及選擇16</p><p>　　§3.7 計(jì)算感應(yīng)加熱線圈的電感及主電路諧振電容17</p><p>　　§3.8 本章小結(jié)17</p>&l

14、t;p>　　4第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及波形分析18</p><p>　　§4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果18</p><p>　　§4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論和小結(jié)20</p><p><b>　　結(jié) 論21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p>&l

15、t;p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　第一章 概 述</b></p><p>　　1.1課題研究的背景</p><p>　　早在十九世紀(jì)初，人們就發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象：處于交變磁場(chǎng)的導(dǎo)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電流，從而引起導(dǎo)體發(fā)熱。但是，這種發(fā)熱長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)只是作為一種損耗而被人們關(guān)注。十九世紀(jì)末，人們

16、才開(kāi)始試圖利用這種發(fā)熱，于是用于產(chǎn)生這種發(fā)熱的設(shè)備——感應(yīng)加熱設(shè)備誕生了。</p><p>　　感應(yīng)加熱主要用于金屬熔煉、焊接、燒結(jié)、鋼管焊縫、熱裝配、金屬熱處理等領(lǐng)域。由于感應(yīng)加熱具有加熱速度較快、溫度容易控制、加熱效率高、無(wú)需預(yù)熱、污染小、占地面積小、設(shè)備制造方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活當(dāng)中。它不僅可對(duì)金屬材料直接加熱，而且也可對(duì)非金屬材料進(jìn)行間接式加熱，如單晶硅的加熱拉伸、半導(dǎo)體的提純、有機(jī)涂

17、層的固化、人造寶石的熔煉等。另外，在航空工業(yè)等需要精密焊接處理的領(lǐng)域中，感應(yīng)加熱在對(duì)某些材料或零件進(jìn)行特殊處理方面所起到的作用也是不可替代的。如今，感應(yīng)加熱也開(kāi)始滲透到了人們的日常生活中，如電磁爐等以感應(yīng)加熱原理制造的電器，為人們的日常生活提供了極大地方便。</p><p>　　感應(yīng)加熱電源是感應(yīng)加熱工藝實(shí)現(xiàn)的主要設(shè)備。它可以將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l率的交流電，進(jìn)而產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，處于交變磁場(chǎng)的導(dǎo)體感應(yīng)出渦流，從而使導(dǎo)體

18、加熱。隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，感應(yīng)加熱裝置的面貌也日新月異，伴隨著MOSFET、IGBT等電力電子器件的相繼出現(xiàn)，掀起了感應(yīng)加熱裝置的革命，固態(tài)感應(yīng)加熱裝置已逐步取代電子管式感應(yīng)加熱裝置，在很多方面得到較廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　感應(yīng)加熱電源主要由整流器、逆變器、負(fù)載及控制和保護(hù)電路組成，其電路結(jié)構(gòu)如圖1．1所示。整流器一般為三相不控整流或三相可控整流，它的作用是將三相工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電；然后經(jīng)過(guò)

19、濾波器濾除雜波后送到逆變器，逆變器將其轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需頻率的交流電，以加熱工件；整流控制電路和逆變控制電路分別為整流器和逆變器上的開(kāi)關(guān)器件提供所需的脈沖信號(hào)。</p><p>　　圖1.1 感應(yīng)加熱電源基本結(jié)構(gòu)框圖[11</p><p>　　1.2 感應(yīng)加熱的基本原理</p><p>　　根據(jù)電磁感應(yīng)定律，處于交變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)導(dǎo)體為閉合回路時(shí)，

20、導(dǎo)體中會(huì)有電流通過(guò)。感應(yīng)加熱的基本原理是根據(jù)電磁感應(yīng)定律，利用被加熱金屬工件中感生的渦電流對(duì)金屬工件進(jìn)行加熱。 </p><p>　　如圖1．2所示，當(dāng)交流電通過(guò)感應(yīng)線圈f時(shí)，在其內(nèi)部會(huì)形成一個(gè)與f同頻率的交變磁通西，處于線圈內(nèi)的金屬工件兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Φ，從而產(chǎn)生渦流使金屬工件材料發(fā)熱。假定纏繞在會(huì)屬工件上的線圈匝數(shù)為N，則根據(jù)麥克斯韋爾(MAXWELL)電磁方程式，可得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e為：<

21、/p><p>　　式中p——金屬工件的電阻率(Ω／cm);</p><p>　　µ——金屬工件的相對(duì)磁導(dǎo)率，對(duì)于非磁性材料來(lái)說(shuō)，µ=1；</p><p>　　f——金屬工件的電流頻率(Hz)。</p><p>　　如果磁通是交變得，設(shè)，則</p><p><b>　　有效值為：</b&g

22、t;</p><p>　　感應(yīng)電勢(shì)E在工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流使工件內(nèi)部開(kāi)始加熱，其焦耳熱為：</p><p>　　式中： ——感應(yīng)電流有效值（安），R——工件電阻（歐），t——時(shí)間（秒）。</p><p>　　這就是感應(yīng)加熱的原理。感應(yīng)加熱與其它的加熱方式，如燃?xì)饧訜?，電阻爐加熱等不同，它把電能直接送工件內(nèi)部變成熱能，將工件加熱。而其他的加熱方式是先加熱工件表面，然后把

23、熱再傳導(dǎo)加熱內(nèi)部。</p><p>　　金屬中產(chǎn)生的功率為：</p><p>　　感應(yīng)電勢(shì)和發(fā)熱功率不僅與頻率和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)，而且與工件的截面大小、截面形狀等有關(guān)，還與工件本身的導(dǎo)電、導(dǎo)磁特性等有關(guān)。</p><p>　　在感應(yīng)加熱設(shè)備中存在著三個(gè)效應(yīng)——集膚效應(yīng)、近鄰效應(yīng)和圓環(huán)效應(yīng)。</p><p>　　集膚效應(yīng)：當(dāng)交變電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，沿導(dǎo)

24、體截面上的電流分布式部均勻的，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體的表面層，這種電流集聚的現(xiàn)象稱(chēng)為集膚效應(yīng)。</p><p>　　近鄰效應(yīng)——當(dāng)兩根通有交流電的導(dǎo)體靠得很近時(shí)，在互相影響下，兩導(dǎo)體中的電流要重新分布。當(dāng)兩根導(dǎo)體流的電流是反方向時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體內(nèi)側(cè)；當(dāng)兩根導(dǎo)體流的電流是同方向時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在導(dǎo)體外側(cè)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為近鄰效應(yīng)。</p><p>　　圓環(huán)效應(yīng)：若將交流電通過(guò)圓環(huán)形

25、線圈時(shí)，最大電流密度出現(xiàn)在線圈導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為圓環(huán)效應(yīng)。</p><p>　　感應(yīng)加熱電源就是綜合利用這三種效應(yīng)的設(shè)備。在感應(yīng)線圈中置以金屬工件，感應(yīng)線圈兩端加上交流電壓，產(chǎn)生交流電流，在工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流。此兩電流方向相反，情況與兩根平行母線流過(guò)方向相反的電流相似。當(dāng)電流和感應(yīng)電流相互靠攏時(shí)，線圈和工件表現(xiàn)出鄰近效應(yīng)，結(jié)果，電流集聚在線圈的內(nèi)側(cè)表面，電流聚集在工件的外表面。這時(shí)線圈本身表現(xiàn)為圓環(huán)效應(yīng)，而

26、工件本身表現(xiàn)為集膚效應(yīng)。</p><p>　　交變磁場(chǎng)在導(dǎo)體中感應(yīng)出的電流亦稱(chēng)為渦流。工件中產(chǎn)生的渦流由于集膚效應(yīng)，沿橫截面由表面至中心按指數(shù)規(guī)律衰減，工程上規(guī)定，當(dāng)渦流強(qiáng)度從表面向內(nèi)層降低到其數(shù)值等于最大渦流強(qiáng)度的1/e(即36.8% )，該處到表面的距離△稱(chēng)為電流透入深度。由于渦流所產(chǎn)生的熱量與渦流的平方成正比，因此由表面至芯部熱量下降速度要比渦流下降速度快的多，可以認(rèn)為熱量(85～90%)集中在厚度為△的薄

27、層中。透入深度△由下式確定：</p><p>　　式中: ρ——工件電阻率（Ω?m ）, μ。——真空磁導(dǎo)率4π×10(H/m). μ——工件磁導(dǎo)率(H/m ), μ——工件相對(duì)磁導(dǎo)率， ω——角頻率(rad/s )， f——頻率(HZ)。</p><p>　　將μ。和π的數(shù)值代入，即可得公式:</p><p>　　從上式可以看出，當(dāng)材料電阻率、相對(duì)磁導(dǎo)率

28、給定后，透入深度△僅與頻率f平方根成反比，此工件的加熱厚度可以方便的通過(guò)調(diào)節(jié)頻率來(lái)加以控制。頻率越高，工件的加熱厚度就越薄。這種性質(zhì)在工業(yè)金屬熱處理方面獲得了廣泛的應(yīng)用[21。</p><p>　　1.3 感應(yīng)加熱電源的特點(diǎn)</p><p>　　自工業(yè)上開(kāi)始應(yīng)用感應(yīng)加熱電源以來(lái)，在這期間，無(wú)論是感應(yīng)加熱的理論還是感應(yīng)加熱的裝置都得到了很大的發(fā)展。感應(yīng)加熱的應(yīng)用領(lǐng)域亦隨之?dāng)U大，其應(yīng)用范圍也越

29、來(lái)越廣。究其原因，主要是感應(yīng)加熱具有如下一些特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 加熱溫度高，而且是非接觸式加熱；</p><p>　　(2) 加熱效率高，可以節(jié)能；</p><p>　　(3) 加熱速度快，被加熱物的表面氧化少；</p><p>　　(4) 溫度容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，省能；</p><p>　　(5)

30、 可以局部加熱，產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)能；</p><p>　　(6) 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，省力；</p><p>　　(7) 作業(yè)環(huán)境好，幾乎沒(méi)有熱，噪聲和灰塵；</p><p>　　(8) 作業(yè)占地面積少，生產(chǎn)效率高；</p><p>　　(9) 能加熱形狀復(fù)雜的工件；</p><p>　　(10)工件容易加熱均勻，產(chǎn)品質(zhì)量

31、好。</p><p>　　此外，感應(yīng)加熱電源由于采用了新型電路元件，其緩沖電路，驅(qū)動(dòng)電路等也得到了空前的改善，此外，還有對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)?；谏鲜龇治?，感應(yīng)加熱電源有著良好的發(fā)展前景。</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外發(fā)展及現(xiàn)狀</p><p>　　感應(yīng)加熱技術(shù)從誕生至今，經(jīng)過(guò)了近百年的發(fā)展，取得了令人注目的成果，尤其是六十年代以后，固態(tài)電力電子技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)

32、展，使感應(yīng)加熱技術(shù)與現(xiàn)代化生產(chǎn)的許多方面密切相關(guān)，發(fā)揮了很大的生產(chǎn)力的作用。因此世界各國(guó)十分關(guān)注感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展，并投入相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)支持和技術(shù)力量。</p><p>　　目前 ，在低頻感應(yīng)加熱領(lǐng)域普遍采用傳統(tǒng)的工頻感應(yīng)爐。國(guó)外的工頻感應(yīng)加熱裝置可達(dá)數(shù)百兆瓦，用于數(shù)十噸的大型工件透熱或數(shù)百?lài)嵉氖秤盟?。預(yù)計(jì)短期內(nèi)，以固態(tài)器件構(gòu)成的低頻感應(yīng)加熱電源在功率、價(jià)格、可靠性方面還很難與簡(jiǎn)單可靠的工頻感應(yīng)爐競(jìng)爭(zhēng)，雖然其效率

33、、體積和性能均大于工頻爐。在中 頻 (150Hz～20kHz)范圍內(nèi)，晶閘管感應(yīng)加熱裝置己經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的中頻發(fā)電機(jī)和電磁倍頻器，國(guó)外的裝置容量己經(jīng)達(dá)到數(shù)十兆瓦。在超音頻 (20kHz～1OOkHz)范圍內(nèi)，IGBT的應(yīng)用占主導(dǎo)地位。1994年日本采用IGBT研制出了1200kW/5OkHz電流型感應(yīng)加熱電源，逆變器工作于零點(diǎn)壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)控制。1993年西班牙也報(bào)道T30-600kW/50-100kHz的IGBT電流型感應(yīng)加

34、熱電源。歐美地區(qū)其他一些國(guó)家的系列化超音頻感應(yīng)加熱電源的最大容量也達(dá)數(shù)百千瓦。在高頻(100kHz以上)領(lǐng)域，國(guó)外己從傳統(tǒng)的電子管電源過(guò)渡到晶體管全固態(tài)電源。以日本為例，其系列化的焊管用電子振蕩器的水平為5～1200kW/100～500kHz，而采用SIT的固態(tài)高頻感應(yīng)加熱電源的水平可達(dá)400kW/4OOkHz。</p><p>　　我國(guó)感應(yīng)加熱技術(shù)從50年代開(kāi)始就被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，60年代末，開(kāi)始研制晶

35、閘管中頻電源，浙江大學(xué)首先研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)晶閘管中頻電源，到目前己經(jīng)形成了一定范圍的系列化產(chǎn)品，并開(kāi)拓了較為廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。在中頻領(lǐng)域，晶閘管中頻電源裝置基本上取代了旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，已經(jīng)形成了500～800 Hz/100～5000kW的系列化產(chǎn)品。但國(guó)產(chǎn)中頻電源大多采用并聯(lián)諧振逆變器結(jié)構(gòu)，因此在開(kāi)發(fā)更大容量的并聯(lián)逆變中頻感應(yīng)加熱電源的同時(shí)，盡快研制出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于頻繁啟動(dòng)的串聯(lián)諧振逆變中頻電源也是中頻領(lǐng)域有待解決的問(wèn)題。在超音頻領(lǐng)域的研究

36、工作八十年代己經(jīng)開(kāi)始。浙江大學(xué)采用晶閘管倍頻電路研制了50kW/50kHz的超音頻電源，采用時(shí)間分隔電路研制了30kHz的晶閘管超音頻電源。從九十年代開(kāi)始，浙江大學(xué)開(kāi)始對(duì)IGBT超音頻電源進(jìn)行研制，1996年研制開(kāi)發(fā)的50kW/50kH,的IGBT電流型并聯(lián)逆變感應(yīng)加熱電源己經(jīng)通過(guò)了浙江省技術(shù)鑒定，目前的研制水平為200kW/50kflz。另外，浙江大學(xué)在90年代己經(jīng)研制成功30kW/300kHz MQSFET高頻感應(yīng)加熱電源，并己成功

37、應(yīng)用于小型刀具的表面熱處理和飛機(jī)渦輪葉片</p><p>　　1.5 影響感應(yīng)加熱電源發(fā)展的主要因素</p><p>　　(1)高頻化 目前 ,感應(yīng)加熱電源在中頻段主要采用晶閘管，超音頻段主要是IGBT，而高頻段，隨著MOSFET和1GBT性能不斷改進(jìn)，SIT將失去存在價(jià)值。感應(yīng)加熱電源諧振逆變器可實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，但由于通常功率較大，對(duì)功率器件，無(wú)源器件，電纜，布線，接地屏蔽等均有很多特殊

38、要求，尤其是高頻電源。因此，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱電源高頻化仍有許多應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)需進(jìn)一步探討。</p><p>　　(2) 大容量化 從電路的角度，感應(yīng)加熱電源的大容量化技術(shù)分兩類(lèi):一是器件的串并聯(lián)；二是多臺(tái)電源的串并聯(lián)。在器件的串并聯(lián)方式中，必須處理好串聯(lián)器件的均壓?jiǎn)栴}和并聯(lián)器件均流問(wèn)題，由于器件制造工藝和參數(shù)的離散性，限制了器件的串并聯(lián)數(shù)目，且裝置的可靠性和串并聯(lián)數(shù)目成反比。多臺(tái)電源的串并聯(lián)技術(shù)是在器件串并聯(lián)技術(shù)

39、基礎(chǔ)上進(jìn)一步大容量化的有效手段，借助于可靠的電源串并聯(lián)技術(shù)，在單機(jī)容量適當(dāng)?shù)那闆r下，可簡(jiǎn)單地通過(guò)串并聯(lián)運(yùn)行方式得到大容量裝置，每臺(tái)單機(jī)只是裝置的一個(gè)單元(或一個(gè)模塊)。串聯(lián)逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓源，當(dāng)兩電壓源并聯(lián)時(shí)，相互間的幅值，相位和頻率不同或波動(dòng)時(shí)將導(dǎo)致很大的環(huán)流，以致逆變器件的電流產(chǎn)生嚴(yán)重不均，因此，串聯(lián)逆變器存在并機(jī)擴(kuò)容困難；而對(duì)并聯(lián)逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充當(dāng)各并聯(lián)器之間的電流緩沖環(huán)節(jié)，使得輸入端的AC/

40、DC或DC/DC環(huán)節(jié)有足夠的時(shí)問(wèn)來(lái)糾正直流電流的偏差，達(dá)到多機(jī)并聯(lián)擴(kuò)容。</p><p>　　(3) 負(fù)載匹配 感應(yīng)加熱電源多應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，其運(yùn)行工況比較復(fù)雜，它與鋼鐵，冶金和金屬熱處理行業(yè)具有十分密切的聯(lián)系，它的負(fù)載對(duì)象各式各樣，而電源逆變器與負(fù)載是一有機(jī)的整體，負(fù)載直接影響到電源的運(yùn)行效率和可靠性。對(duì)焊接，表而熱處理等負(fù)載，一般采用匹配變壓器連接電源和負(fù)載感應(yīng)器，對(duì)高頻，超音頻電源用的匹配變壓器要求漏

41、抗很小，如何實(shí)現(xiàn)匹配變壓器的高能輸入效率，從磁性材料選擇到繞組的設(shè)計(jì)己成為一重要課題，另外，從電路拓?fù)渖县?fù)載結(jié)構(gòu)以三個(gè)無(wú)源元件代替原來(lái)的二個(gè)無(wú)源元件，以代替匹配變壓器實(shí)現(xiàn)高效，低成本隔離匹配。</p><p>　　(4) 智能化控制 隨著感應(yīng)熱處理生產(chǎn)線自動(dòng)化控制程度及對(duì)電源高可靠性要求提高，感應(yīng)加熱電源正向智能化控制方向發(fā)展。具有計(jì)算機(jī)智能接口，遠(yuǎn)程控制，故障自動(dòng)診斷等控制性能的感應(yīng)加熱電源正成為下一代發(fā)

42、展目標(biāo)。</p><p>　　(5) 高功率因數(shù)，低諧波電源 由于感應(yīng)加熱用電源一般功率都很大，目前對(duì)它的功率因數(shù)，諧波污染指標(biāo)還沒(méi)有具體要求，但隨著減少電網(wǎng)無(wú)功及諧波污染要求的提高，具有高功率因數(shù)(采用大功率三相功率因數(shù)校正技術(shù))低諧波污染電源必將成為今后發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　(6)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大 當(dāng)今高新技術(shù)飛速發(fā)展，新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，感應(yīng)加熱是一個(gè)重要

43、的研發(fā)和加工手段，因此感應(yīng)加熱電源是某些高新技術(shù)研發(fā)中心不可缺少的裝備。例如在德國(guó)Max Planck研究所，C60納米材料的研究中就使用了400kHz/6OkW 的感應(yīng)加熱電源。可以肯定的說(shuō)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)加熱電源在高新技術(shù)領(lǐng)域會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。在這一領(lǐng)域，對(duì)感應(yīng)加熱電源的可靠性和可控性要求更高。如何設(shè)計(jì)制造大功率超高頻高性能的感應(yīng)加熱電源，是電力電子科技工作者的重要課題[41。</p><p>　　

44、第二章 半橋串聯(lián)諧振逆變電源的主電路</p><p>　　2.1 全橋串聯(lián)諧振逆變電路</p><p>　　串聯(lián)諧振逆變電路分為全橋串聯(lián)諧振逆變電路和半橋串聯(lián)諧振逆變電路兩類(lèi)，首先對(duì)全橋串聯(lián)諧振逆變器進(jìn)行介紹，其電路結(jié)構(gòu)如圖2．1所示。</p><p>　　圖2.1 全橋串聯(lián)逆變電路</p><p>　　串聯(lián)型逆變電路根據(jù)負(fù)載工作狀態(tài)的不同

45、可以分為三種工作模式：容性狀態(tài)、感性狀態(tài)和諧振狀態(tài)，圖2-2(a)、(b)、(c)分別為三種狀念下負(fù)載電壓和電流的相位關(guān)系，其中UH、IH分別為負(fù)載電壓、負(fù)載電流的波形，φ為負(fù)載電壓與負(fù)載電流之間的相位角。</p><p>　　如圖2．2(a)所示，當(dāng)負(fù)載工作于容性狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電流超前負(fù)載電壓口電角度，在換流過(guò)程中，負(fù)載電流由負(fù)變正時(shí)，電壓仍為負(fù)，導(dǎo)致反并聯(lián)二極管短時(shí)通過(guò)負(fù)載電流，由于二極管的反向恢復(fù)作用，使逆變

46、器出現(xiàn)短時(shí)橋臂直通現(xiàn)象，由此產(chǎn)生的大電流將損壞開(kāi)關(guān)管IGBT。</p><p>　　如圖2．2(b)所示，當(dāng)負(fù)載工作于感性狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電壓超前負(fù)載電流φ電角度，電流換向時(shí)，電壓已換為正．感性狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電流開(kāi)通。</p><p>　　如圖2．2(c)所示，當(dāng)負(fù)載工作在諧振狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電壓、電流同時(shí)換向，開(kāi)關(guān)管零電流開(kāi)通和關(guān)斷，此種狀念下不存在二極管的反向恢復(fù)問(wèn)題，開(kāi)關(guān)損耗最小，但

47、這種理想的換流點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖2.2. 串聯(lián)諧振逆變器的三種工作狀態(tài)</p><p>　　2.2 半橋串聯(lián)諧振逆變電路</p><p><b>　　主電路圖如下:</b></p><p>　　圖2.3 半橋串聯(lián)諧振逆變電路</p><p>　　如圖2.3所示，該電路可分為三

48、部分：逆變主電路主要由三部分組成：輸入電路、逆變橋、輸出電路，其中輸入整流器用于將電網(wǎng)的三相工頻交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，可用整流模塊(組件)，也可用單個(gè)的硅二極管組成橋式整流器；輸入濾波器對(duì)三相脈動(dòng)直流進(jìn)行濾波，使輸出電壓波形近似平直；高頻電容與IGBT組成逆變橋壁；逆變器將濾波過(guò)后的直流波形變成方波交流電壓，主電路諧振電容儲(chǔ)存與提供能量，以穩(wěn)定橋壁電壓；感應(yīng)線圈接受能量，將電能轉(zhuǎn)化為熱能。</p><p>　　半

49、橋串聯(lián)諧振逆變器主要優(yōu)點(diǎn)有：半橋串聯(lián)諧振逆變器相當(dāng)于接有一個(gè)2：1變壓器的全橋逆變器，因此一般情況下可省略匹配變壓器。匹配變壓器的成本占整臺(tái)感應(yīng)加熱電源設(shè)備總成本的很大比例，因此采用半橋串聯(lián)諧振逆變器可大大提高感應(yīng)加熱電源設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還節(jié)省了空間，可以使感應(yīng)加熱電源設(shè)備做的更小、更精致；半橋串聯(lián)諧振逆變器開(kāi)關(guān)管上的輸入電壓低，減小了開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力；相比于全橋諧振逆變器，半橋串聯(lián)諧振逆變器還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易等優(yōu)點(diǎn)。<

50、/p><p>　　半橋串聯(lián)諧振逆變器也存在一些缺點(diǎn)，如：為了擴(kuò)大容量，需要采用多個(gè)開(kāi)關(guān)管IGBT并聯(lián)連接，但是由于開(kāi)關(guān)管的均流作用，限制了并聯(lián)的IGBT的個(gè)數(shù)；而且因?yàn)椴唤悠ヅ渥儔浩?，逆變器與負(fù)載之間沒(méi)有電氣隔離，因而會(huì)增加設(shè)計(jì)保護(hù)電路的難度。</p><p>　　2.3 半橋串聯(lián)逆變器工作原理</p><p>　　半橋串聯(lián)逆變器工作原理示意圖如圖2.4所示:<

51、/p><p>　　（a）開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通 （b）二極管D2續(xù)流</p><p>　?。╟）開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通 （d）二極管D1續(xù)流</p><p>　　圖2.4 半橋串聯(lián)諧振逆變器的工作狀態(tài)分析示意圖</p><p>　　(1) 當(dāng)開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通時(shí)，整流側(cè)電源和諧振電容CI(在前一周期已充電)</p>

52、<p>　　分兩路同時(shí)給負(fù)載供電，一路為S1-L-R-C2-S1回路，另一路為C1-S1-L-R-C1</p><p>　　回路，如圖2．5(a)所示；</p><p>　　(2) 當(dāng)開(kāi)關(guān)管S1關(guān)斷時(shí)，由于負(fù)載處于小感性狀態(tài)，負(fù)載電流通過(guò)二極</p><p>　　管D2形成L-R-C2-D2-L回路續(xù)流，如圖2-5(b)所示；</p>&l

53、t;p>　　(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通時(shí)，整流側(cè)電源和諧振電容C2分兩路同時(shí)給負(fù)載反方向供電，一路為S2-C1-R-L-S2回路，另一路為C2-R-L-S2-C2回路，如圖2—5(c)所示：</p><p>　　(4)當(dāng)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷時(shí)，由于負(fù)載電感的作用，通過(guò)二極管Dl形成L-D1-C1-R-L回路續(xù)流，如圖2．5(d)所示；</p><p>　　后一個(gè)周期繼續(xù)重復(fù)這一過(guò)程。</

54、p><p>　　第三章 主電路參數(shù)計(jì)算與選取</p><p><b>　　3.1.原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　主電路圖如下：</b></p><p>　　圖2.3 半橋串聯(lián)諧振逆變電路</p><p>　　輸入電壓：交流3-380V，</p>&

55、lt;p>　　輸入電壓頻率：50赫茲，</p><p>　　額定輸出功率：P=30KW，</p><p>　　最高工作頻率=20KHz，</p><p><b>　　Ld為濾波電感，</b></p><p>　　Cd1、Cd2為橋臂電容，</p><p>　　L為負(fù)載電感，C為諧振補(bǔ)償電容。

56、 </p><p>　　3.2 變壓器的設(shè)計(jì)</p><p>　　輸入三相工頻電壓經(jīng)整流后最大電壓:</p><p>　　Uo=380×=537V (2-1)</p><p><b>　　變壓器原邊電壓: </b></p><p>　　U1=537×Q

57、 (2-2) [5]</p><p>　　Q為品質(zhì)因數(shù)，工程上常把串聯(lián)諧振時(shí)的電容或電感上的電壓與總電壓之比叫品質(zhì)因數(shù)，對(duì)于感應(yīng)加熱電源一般取3，</p><p>　　得出 U1= 537×3= 1611V</p><p>　　副邊電壓: U2取安全電壓 36V,</p><p&

58、gt;　　則匝數(shù)比: K=N1/N2=U1/U2=1611/36=44.75≈45 (2-3)</p><p>　　又對(duì)于感應(yīng)加熱電源變壓器的副邊匝數(shù)一般為1匝，即N2 = 1,</p><p>　　則 N1=N2×K = 45 (2-4)</p><p>　　又輸出功率 P2 = 30KW,

59、可得副邊電流:</p><p>　　I2=P2/U2=30×103W/36V≈833.4A (2-5)</p><p><b>　　由此得出原邊電流:</b></p><p>　　I1 = I2/K = 833.4/45 = 18.52A (2-6)</p><p>　　取變壓器的效率η為 1，

60、</p><p>　　變壓器一次、二次的總功率：</p><p>　　Pt = P1+P2 = P1+ P1/η=60KW (2-7)[6]</p><p>　　P1為原邊輸入功率，P2為副邊的輸出功率。</p><p>　　導(dǎo)線的截面積由電流密度j和電流有效值I決定，原、副邊導(dǎo)線的截面積分別為：</p><p

61、>　　j——電流平均密度，根據(jù)工作頻率f，考慮到集膚效應(yīng)，根據(jù)變壓器的散熱條件，允許的工作溫升，選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線電流密度j,對(duì)于自然冷卻的高頻變壓器，最好不超過(guò)3A/mm,若有風(fēng)冷可選擇j＝3.5～6A/mm。本次設(shè)計(jì)中f=1KHz,允許溫升不超過(guò)100℃，采取風(fēng)冷，所以取j＝6A/mm。[9]</p><p>　　原邊導(dǎo)線截面積 F1=I1/j=18.52/6=3.08mm2</p><

62、p>　　副邊導(dǎo)線截面積 F2=I2/j=833.4/6=139.2mm2</p><p>　　3.3 確定整流晶閘管的參數(shù)</p><p><b>　　整流后電流:</b></p><p>　　I=P/Uo=30KW/537V=55.8A (2-11)</p><p>

63、;　　取電流安全系數(shù)Kiz=1.37,則整流晶閘管的額定電流:</p><p>　　Ied=Kiz×I/3=1.37×55.8/3≈50.8A (2-12)</p><p>　　確定額定電壓 Ued</p><p>　　取安全系數(shù)Kuz=1.48，則:</p><p>　　Ued=Kuz

64、15;U0=1.48×537=794.5V (2-13) </p><p>　　查下表可選擇KP20.</p><p>　　3.4 LC濾波器的設(shè)計(jì)</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中濾波器我們選用的是一個(gè)濾波電感。沒(méi)有選用電容，而是在橋臂上加兩個(gè)電容Cd1、Cd2在電路中。在實(shí)際電路中，濾波電感很難做準(zhǔn)確的計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)

65、驗(yàn)值選用，本論文設(shè)計(jì)的30KW感應(yīng)加熱電源，可選用電感Ld=1.64mH。</p><p>　　3.5 確定IGBT管參數(shù)</p><p>　　IGBT是一種新的復(fù)合功率器件、它集雙極型功率晶體管和功率MO SFET 的優(yōu)點(diǎn)于一體,具有電壓型控制,輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小,控制電路簡(jiǎn)單,開(kāi)關(guān)損耗小,通斷速度快,工作頻率較高,元件容量大等優(yōu)點(diǎn)。在逆變電路中IGBT的作用是通過(guò)它的周期性開(kāi)和關(guān)作

66、用，把直流電壓變換成方波電壓，它是逆變電源中的關(guān)鍵核心元件。由于它比較脆弱，對(duì)它的設(shè)計(jì)、選擇直接關(guān)系到整個(gè)電源的安全、可靠。所以，計(jì)算參數(shù)時(shí)留有的富裕量較大[8]。</p><p>　　表2.5 可控晶閘管主要額定值[7]</p><p>　　3.5.1 額定電壓</p><p>　　輸入電網(wǎng)電壓整流濾波后，考慮網(wǎng)壓波動(dòng)10%，直流輸出電壓最大值：</p>

67、;<p>　　Uo =U×1.1×а=380××1.1×1.1=650V （2-14）</p><p>　　式中Uo為IGBT承受的穩(wěn)態(tài)最大電壓；U為電網(wǎng)電壓有效值380V；1.1為波動(dòng)系數(shù)；а為安全系數(shù)，取1.1。</p><p><b>　　關(guān)斷時(shí)的峰值電壓</b></p>&

68、lt;p>　　Uceps = (Uo×1.15+150) ×а</p><p>　　= (650×1.15+150V) ×1.1=987.25V </p><p>　　式中 Uceps為IGBT關(guān)斷時(shí)的峰值電壓；а為安全系數(shù)，取1.1；1.15為過(guò)電壓系數(shù)；150為電感引起的尖峰電壓。</p>&l

69、t;p>　　3.5.2 額定電流</p><p>　　每只IGBT管上的平均電流 </p><p><b>　　I = I1</b></p><p>　　I1是變壓器一次側(cè)電流，在上面我們已得出 I1 =18.52A，即 I = 18.52A</p><p>　　額定電流 Ie是IGBT手冊(cè)給出的在結(jié)溫25℃條件下

70、的額定值。</p><p><b>　　Ics=I×1.4</b></p><p>　　=18.52×1.4=25.92A </p><p>　　式中 Ics 為IGBT額定電流計(jì)算值；I為每只IGBT管上的平均電流；1.4為Ie安全系數(shù)。</p><p>　　綜上所述，所選IGBT管額定電壓12

71、00V，額定電流 75A?？梢赃x用日本富士電機(jī)第四代S系列中2MB175S-120型。</p><p>　　表2.6 富士電機(jī)P系列IGBT參數(shù)表 </p><p>　　3.6 半橋高頻電容的參數(shù)計(jì)算及選擇</p><p>　　半橋轉(zhuǎn)換電路上的兩個(gè)高頻電容是對(duì)稱(chēng)的,其耐壓峰值UP和電容量的計(jì)算可用下式:</p><p>　　UP=Ud/2+△

72、U+UL （2-15）</p><p>　　C=I1ton/4△U 　 （2-16）</p><p>　　式中 Ud---輸入直流電壓幅值(V)</p><p>　　△U ---電容兩端電壓變化值,這里允許其電壓波動(dòng)10%,</p><p

73、>　　則△U=10%×（Ud/2）=10%×537/2≈27V</p><p>　　UL---電感感應(yīng)附加電壓</p><p>　　UL=20%×（Ud /2）=20%×537/2≈54V</p><p>　　ton---功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間(S)。</p><p>　　所以，把已知數(shù)據(jù)代入可求得&

74、lt;/p><p>　　UP＝537/2+27+54≈351V</p><p>　　Cd1＝Cd2＝18.52×25×10-6/(4×27)＝4.29μF</p><p>　　為了其工作安全，要留有一定的安全裕量，所以UP取540V，Cd1、Cd2取5μF。</p><p>　　3.7 計(jì)算感應(yīng)加熱線圈的電感及主電路

75、諧振電容</p><p>　　感應(yīng)加熱線圈的電感 L3=μ×N2×S/l</p><p>　　取 感應(yīng)加熱線圈匝數(shù)N=3,面積S=π(5/2)2cm2 ，磁路長(zhǎng)度l=3cm 在這里,感應(yīng)加熱線圈即使在加熱工件放入后，也并沒(méi)有形成磁回路，所以取μ為真空相對(duì)磁導(dǎo)率。</p><p>　　得出 L=μ×N2×S/l=2.22

76、15;10-6 H （2-17）</p><p>　　與之對(duì)應(yīng)的原邊電感為 L1=N12L3，</p><p>　　L1=4.5×10-3H</p><p>　　由此可得出 諧振電容C = 1/(4π2f2L) =0.014×10-6F</p><p><b>　　3

77、.8 本章小結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)本章的計(jì)算，基本確定了主電路的參數(shù)，變壓器的參數(shù)；并以此可以選定各個(gè)元器件的型號(hào)。在計(jì)算過(guò)程中，加深了對(duì)主電路的認(rèn)識(shí)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。同時(shí)，也認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)知識(shí)的掌握的深度還不夠，沒(méi)有能對(duì)主電路做更深一步的分析。</p><p>　　第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及波形分析</p><p><b>　　4.1

78、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們采用一補(bǔ)償電容實(shí)測(cè)值C = 0.193μF,勵(lì)磁電感實(shí)測(cè)值L = 0.39mH的半橋串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源，通過(guò)調(diào)節(jié)可控晶閘管改變整流濾波后的電壓，一共測(cè)試了五組波形。分別如圖4.1，圖4.2，圖4.3，圖4.4，圖4.5。</p><p>　　圖4.1中A表示逆變之后橋臂電壓波形，方波，峰值為100V，f=12.50

79、KHz。B表示輸出電流波形，正弦波，峰值為47A。從圖可以看出電壓和電流波形同相位，表明電路工作在諧振狀態(tài)或準(zhǔn)諧振狀態(tài)。</p><p>　　圖4.1 橋臂電壓和電流波形（100V）</p><p>　　圖4.2 橋臂電壓和電流波形（200V）</p><p>　　圖4.2中A表示逆變之后橋臂電壓波形，方波，峰值為200V，f=12.89KHz。B表示輸出電流波形，

80、正弦波，峰值為91A。比較圖4.1和4.2可以看出，當(dāng)橋臂電壓變化時(shí)，頻率也發(fā)生了變化，這說(shuō)明電路元件的性能發(fā)生了改變。電壓和電流仍是同相位，表明電路工作在諧振狀態(tài)或準(zhǔn)諧振狀態(tài)。</p><p>　　圖4.3中A仍表示逆變之后橋臂電壓波形，方波，峰值為100V，f=12.64KHz。B表示變壓器副邊電壓，峰值為16V。從圖可以看出，橋臂電壓相位超前副邊電壓相位90°。</p><p&

81、gt;　　圖4.3 橋臂電壓和副邊電壓波形（100V）</p><p>　　圖4.4中A仍表示逆變之后橋臂電壓波形，方波，峰值為200V，f=12.92KHz。B也表示變壓器副邊電壓，峰值為31V。從圖可以看出，橋臂電壓相位超前副邊電壓相位90°。</p><p>　　圖4.4 橋臂電壓和副邊電壓波形（200V）</p><p>　　圖4.5中A仍表示逆變

82、之后橋臂電壓波形，方波，峰值為50V，f=12.68KHz，B表示原邊電感電壓，峰值為180V。由圖可以驗(yàn)證在原邊電感電壓與橋臂電壓之間存在品質(zhì)因數(shù)Q=180/50=3.6,且可以看出原邊電壓滯后于橋臂電壓90°。</p><p>　　圖4.5 原邊電感電壓與橋臂電壓波形</p><p>　　4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論和小結(jié)</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以看

83、出所采用的感應(yīng)加熱電源可以達(dá)到預(yù)期的工作要求。</p><p>　?。?）在空載狀態(tài)下，由于感應(yīng)線圈的電感很小，導(dǎo)致電路的頻率很高，加上在空載狀態(tài)，負(fù)載的等效電阻小，因而回路的電流很大，基于這個(gè)原因，感應(yīng)加熱電源應(yīng)盡量避免在空載狀態(tài)。</p><p>　?。?）在正常工作狀態(tài)下，回路的頻率降低，可以很好加熱工件。</p><p>　　（3）加熱完成后，工件的溫度升高

84、，失磁，因而感應(yīng)加熱線圈處電感降低，頻率又升高;加上等效電阻降低，導(dǎo)致電流升高。所以在加熱完成后應(yīng)及時(shí)斷電。</p><p>　　經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)感應(yīng)加熱電源的認(rèn)識(shí)，充實(shí)了畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐內(nèi)容。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文主要是對(duì)感應(yīng)加熱逆變電源主電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在樣機(jī)上進(jìn)行波形測(cè)試并分析，得出以下結(jié)論

85、。</p><p>　　1.本設(shè)計(jì)對(duì)串聯(lián)半橋逆變電路與串聯(lián)全橋逆變電路進(jìn)行分析，得出了串聯(lián)半橋逆變電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易；開(kāi)關(guān)管上的輸入電壓低，減小了開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力；設(shè)備節(jié)省空間，有良好的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　2.主電路的主要部分為輸入整流器、逆變器和感應(yīng)電圈等組成。</p><p>　　3. 按照設(shè)計(jì)給出的基本要求和參數(shù)（額定輸出功率P=30K

86、W，最高工作頻率=20KHz，三相380V輸入），通過(guò)理論計(jì)算，對(duì)電路各個(gè)部分的電流、電壓和功率參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。</p><p>　　4. 在上述計(jì)算基礎(chǔ)上，根據(jù)原器件使用參數(shù)和條件的定義，進(jìn)行了型號(hào)選擇。對(duì)于元器件如二極管、IGBT的選擇上，會(huì)有很多型號(hào)符合計(jì)算要求，要考慮安全系數(shù)、網(wǎng)壓波動(dòng)和電壓尖峰等額外因素，選出合理方案。</p><p>　　5.對(duì)樣機(jī)測(cè)試波形分析，得出了：在空

87、載狀態(tài)下，由于感應(yīng)線圈的電感很小，回路的電流很大，應(yīng)盡量避免空載；在正常工作狀態(tài)下，回路的頻率降低，可以很好加熱工件；加熱完成后，工件的溫度升高，失磁，因而感應(yīng)加熱線圈處電感降低，頻率又升高;加上等效電阻降低，導(dǎo)致電流升高。所以在加熱完成后應(yīng)及時(shí)斷電。</p><p>　　總的說(shuō)來(lái)，在做這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到了很大的鍛煉。從電路的設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試，到對(duì)問(wèn)題的解決方法上，都有較大的提高。本次設(shè)計(jì)提供了一種小功率串

88、聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源的主電路的設(shè)計(jì)方法，希望有些思想對(duì)類(lèi)似的工程設(shè)計(jì)工作有所貢獻(xiàn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 呂宏. PWM&PFM控制感應(yīng)加熱技術(shù)研究:[碩士學(xué)位論文] .杭州：浙江大學(xué)，2003，1～7</p><p>　　[2] 潘天明.電子式高頻加熱裝置.北京:冶金工業(yè)出版社,199

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91、9] 李?lèi)?ài)文，張承慧.現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社，2000：79～90</p><p>　　[10] 高福華.電工技術(shù).第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993:88～92</p><p>　　[11] 楊旭，裴云慶，王兆安．開(kāi)關(guān)電源技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：47～48</p><p>　　[12] 李?lèi)?ài)文，張承慧.現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用.北京：

92、科學(xué)出版社，2000：79～90 </p><p>　　[13] 何方殿.弧焊整流電源及控制.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983</p><p>　　[14] 顧公兵,田松亞，姚河清．IGBT全橋式CO2逆變焊接電源主電路的設(shè)計(jì)．電焊機(jī),Vol.33 NO.11 2003</p><p>　　[15] 陳祝年.焊接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：</

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94、19] 梁文林.感應(yīng)加熱裝置.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1981</p><p>　　[20] 梁文林,夏越良.高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的原理、工程計(jì)算、調(diào)整與維修.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1986</p><p>　　[21] 沈慶通.感應(yīng)熱處理問(wèn)答.機(jī)械工業(yè)出版社.1990.12</p><p>　　[22] 半導(dǎo)體感應(yīng)加熱電源.基礎(chǔ)自動(dòng)化 1997年04期</p>

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