感应加热技术是20世纪初才开始应用于工业部门的，它通过电磁感应原理和利用涡流对工件进行加热，是制造业和材料加工中的一种重要手段。目前感应加热电源在金属熔炼、铸造、锻造、透热、淬火、弯管、烧结、表面热处理、钎焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用。随着微机技术和IGBT器件的发展，新型中频感应加热电源成为研究的重点。 本文以中频串联谐振感应加热电源为研究对象，采用单片机C8051f300和脉冲输出芯片SG3525相结合的方式，增加了IGBT驱动电路的设计和限频保护电路的设计。实现了感应加热电源的数字化控制，为感应加热电源系统的数字化、信息化、智能化提供了优质、可靠的技术基础。 论文先介绍了感应加热电源的基本原理以及感应加热技术的发展动态。针对30kW/10kHz-30kHz中频感应加热电源的主电路和控制电路进行了设计，然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑结构进行分析，比较串联谐振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合中频感应加热电源的串联谐振逆变电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。 论文在分析和对比了感应加热电源的各种调功方式后，选择了PWM调功对感应加热电源进行恒流调节。论文是以单片机80C51f330为控制核心的硬件控制平台，包括频率、占空比可调并通过数码管显示、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编写了相应的程序，完成了样机，并进行了整机调试，可以达到顺利加热。 通过实测波形的分析，实验限频电路可以很好的使电源工作在感性状态，驱动电路的驱动能力很好，增加了系统的安全性。系统硬件电路可靠，程序运行良好。
上传时间： 2022-05-30
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本文以超音频串联谐振式感应加热电源为研究对象，应用锁相环和PID技术，采用数字信号处理器（DSP）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）联合控制的数字化技术实现感应加热电源的频率跟踪和0~1800自由移相调功，为感应加热电源系统的数字化、信息化、柔性化、智能化控制提供了优质、可靠的技术基础。论文首先介绍了感应加热的基本原理及感应加热技术的发展动态。然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑进行分析，比较串联谱振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合超音频感应加热电源的串联语振主电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。通过对锁相环原理进行了分析，提出一种基于DSP的数字锁相环（DPLL）的实现方法。论文在分析和对比了感应加热电源的各种调功方式后，选择了移相调功对感应加热电源进行恒流调节。通过两种硬件方案的对比，确定了一种最佳方案，实现了基准臂与移相臂之间移相角的数字控制信号的产生。论文搭建了以TMS320LF2407A为控制核心的硬件控制平台。包括了采样电路、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编制了系统的程序，完成了样机，并对其进行了整机联调，给出了电源的实测波形。实验结果证明基于DSP的DPLL完全可以胜任超音频的频率跟踪，系统硬件电路可靠，程序运行良好。
上传时间： 2022-06-19
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本文以感应加热电源为研究对象，阐述了感应加热电源的基本原理及其发展趋势。对感应加热电源常用的两种拓扑结构-电流型逆变器和电压型逆变器做了比较分析，并分析了感应加热电源的各种调功方式。在对比几种功率调节方式的基础上，得出在整流侧调功有利于高频感应加热电源频率和功率的提高的结论，选择了不控整流加软斩波器调功的感应加热电源作为研究对象，针对传统硬斩波调功式感应加热电源功率损耗大的缺点，采用软斩波调功方式，设计了一种零电流开关准诺振变换器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍频式串联 振高频感应加热电源。介绍了该软斩波调功器的组成结构及其工作原理，通过仿真和实验的方法研究了该软斩波器的性能，从而得出该软斩波器非常适合大功率高频感应加热电源应用场合的结论。同时设计了功率闭环控制系统和PI功率调节器，将感应加热电源的功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题。针对目前IGBT器件频率较低的实际情况，本文提出了一种新的逆变拓扑-通过IGBT的并联来实现倍频，从而在保证感应加热电源大功率的前提下提高了其工作频率，并在分析其工作原理的基础上进行了仿真，验证了理论分析的正确性，达到了预期的效果。另外，本文还设计了数字锁相环（DPLL），使逆变器始终保持在功率因数近似为1的状态下工作，实现电源的高效运行。最后，分析并设计了1GBT的缓冲吸收电路。本文第五章设计了一台150kHz，10KW的倍频式感应加热电源实验样机，其中斩波器频率为20kHz，逆变器工作频率为150kHz（每个IGBT工作频率为75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，简化了系统结构。实验结果表明，该倍频式感应加热电源实现了斩波器和逆变器功率器件的软开关，有效的减小了开关损耗，并实现了数字化，提高了整机效率。文章给出了整机的结构设计，直流斩波部分控制框图，逆变控制框图，驱动电路的设计和保护电路的设计。同时，给出了关键电路的仿真和实验波形。
上传时间： 2022-06-22
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在UPS中使用的功率器件有双极型功率品体管、功率 MOSFET、可控硅和IGBT IGBT既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率品体管的导通电压低，通态电流大的优点、使用 IGBT成为UPS功率设计的首选，只有对 IGBT的特性充分了解和对电路进行可靠性设计，才能发挥 IGBT的优点。本文介绍UPS中的IGBT的应用情况和使用中的注意事项。2.IGBT在UPS中的应用情况绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种MOSFET 与双极晶体管复合的器件。据东芝公司资料，1200V/100A 的IGBT的导通电阻是同一耐压规格的功率 MOSFET 的1/10，而开关时间是同规格 GTR的1/10。由于这些优点，IGBT广泛应用于不间断电源系统（UPS）的设计中。这种使用 IGBT的在线式UPS具有效率高，抗冲击能力强、可靠性高的显著优点。UPS主要有后备式、在线互动式和在线式三种结构。在线式 UPS以其可靠性高，输出电压稳定，无中断时间等显著优点，广泛用于通信系统、税务、金融、证券、电力、铁路、民航、政府机关的机房中。本文以在线式为介绍对象，UPS中的1GBT的应用。
上传时间： 2022-06-22
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负载的多样化，特别是负载功率的多变性，以及人们对设备成本投入的最低化和阶段化，需要适用面更广，稳定性更高，还需要具备冗余性和可扩容性的电源与之相适应。这些都对传统的集中式电源提出了挑战，随着模块化分布式电源的技术发展，模块电源系统已成为现在和未来电源的发展趋势。本文以220V交流输入，42V-58V直流输出的AC/DC型模块电源单元为研究对象，选用PFC+LLC谐振回路为主电路拓扑。首先介绍了PFC主电路和控制芯片，给出主要参数的设计，并介绍PFC电路的保护和延时电路；然后分析LLC谐振变换器的工作原理，讨论LLC谐振变换器的主要特性，给出主要参数的设计，并介绍了LLC谐振变换器的控制方案和控制芯片，再次介绍了均流控制方法，重点研究分析了最大电流均流法和限流最大电流均流控制，提出了非选择性共同控制模式和选择性控制模式两种均流控制方案。最后设计制作220V交流输入，输出功率3kW的模块电源，并进行了不同谐振频率（40kHz1与100kHz）以及不同电路布局下的对比试验研究，以谐振频率为100kHz的模块电源为例，进行了并机均流试验研究，给出了试验波形和结果。通过对试验结果的分析，验证了设计的可行性。最后分析了不足之处以及今后可能的改进方向。
上传时间： 2022-07-09
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摘要：超声波焊接电源设备的频率跟踪速度和精度直接影响焊接质量。针对模拟锁相环频率跟踪慢、负载突变易失锁等缺点，研制一种基于FPGA控制的超声波焊接电源。简单介绍超声波焊接电源系统结构，着重分析电源控制系统的设计，并通过仿真软件对模块验证。最后，搭建超声波焊接实验平台，对相关数据进行测试记录，对数据加以分析并得出实验结果。
上传时间： 2022-07-12
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蓄电池组作为一种清洁、绿色能源得到了越来越广泛的应用，性能价格比及容量不断提高的新型动力蓄电池如锂电池、镍镉电池、镍氢电池等在电动汽车、电动自行车、磁悬浮列车和舰船的驱动和电源系统中将有广阔的应用前景。如何进一步提高蓄电池组的使用寿命、充放电能力及可靠性，并满足系统的要求，是当前该领域国内外专家、工程技术人员所瞩目和亟待解决的问题。本文的研究工作正是旨在建立一套智能蓄电池组管理系统（BMS）的软硬件平台，研究如何对蓄电池组进行监测、管理，提高运行可靠性；提高其使用寿命、消除外界不利影响;研究合理的充放电算法，并在此基础上开发研制出能投入实际使用的产品样机。 论文阐述了镍氢电池的工作原理、充放电理论和算法，蓄电池组的发展与动向；建立了基于大电流充放电理论基础的智能蓄电池组硬件平台，并开发了相应的软件。整个管理系统采用数字信号处理器TMS320LF2407A作为主控CPU，结合大容量复杂可编程逻辑器件M4A3—256/160构成电量采集系统，采用智能功率模块IPM进行充放电控制，配合液晶显示和键盘控制的人机交互界面，串行E2PROM数据存储、时钟芯片进行计时，预留CAN通讯接口。该系统有较强的功能，使用方便、可靠，适合于作为研究蓄电池组充放电理论和算法以及其它措施的平台并作为产品化的试验基础。论文研制的样机可应用于电动汽车或磁浮列车用动力电池组的监测、管理。
上传时间： 2013-04-24
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本文对超声波电机驱动控制系统进行了研究。全文主要内容如下：系统介绍了超声波电机的特点、研究历史和主要应用，概述了超声波电机驱动控制技术的研究现状。在介绍压电陶瓷逆压电效应与压电振子谐振特性的基础上，阐述了超声波电机的运行机理及调速原理。介绍了环状行波型超声波电机的基本结构及工作原理。研制了基于DSP的超声波电机驱动控制系统，为超声波电机控制技术的研究提供了一个通用实验平台。通过光电编码器检测超声波电机的速度，研制了利用速度反馈来进行频率调整的频率跟踪控制器，实现了采用频率P调节的超声波电机速度稳定性控制。实现了大外径(80mm)环状行波型超声波电机的高精度位置检测。研制了基于DSP的超声波电机位置控制系统，完成了采用相位差P控制方案进行精密定位控制的实验研究。
上传时间： 2013-05-21
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带整流负载的同步发电机在一些需要高品质直流电源的场所，如舰船电力推进、邮电通讯、飞机等电源系统得到了广泛应用，并且受到了许多学者的关注，其研究领域主要涉及数字仿真、数学模型、稳态分析以及运行稳定性等方面。 本文对MATLAB/Simulink中的电机模型进行了深入的研究。针对MATTAB中电机仿真模型的不足和本文研究的需要，提出了同步发电机定、转子分解的状态方程，利用MATLAB工具箱建立了新的同步电机仿真模型并进行了封装，为进行带整流桥负载同步电机系统的分析与研究打下了很好的基础。 对带整流桥负载同步发电机整流系统稳态运行特性进行了分析，采用定、转子分解模型建立了整流系统仿真模型。证明了在假定转子磁链守恒，即忽略转子电阻影响的条件下，定、转子分解模型很容易转变为带三相对称非线性负载的同步电机稳态分析模型。介绍了根据这一模型推导出的解析计算公式，给出了计算方法和步骤，并编写了计算程序，便于工程上直接使用。与仿真结果的对比验证了该解析计算的正确性。同时，仿真证实了忽略转子电阻影响会给计算结果带来一定的误差，但是，在转子电阻正常值范围内，忽略其影响是允许的。 对带有反电动势负载的同步发电机整流系统的稳定性进行了仿真研究，将系统中的各个参数对系统稳定性的影响进行了仿真。为了解决稳定性仿真计算量大、计算时间长的问题，利用同步电机换相计算的稳态公式，对同步电机分解模型的定子部分和整流桥部分进行了简化处理，得到了同步发电机整流系统稳定性分析简化模型。通过两种模型的仿真计算，证实了该简化模型与非简化模型的仿真结果相当一致。这样既解决了带有反电动势负载的同步发电机整流系统的稳定性仿真计算的计算速度问题，也证明了换相过程及其产生的谐波对系统的稳定性没有影响。
上传时间： 2013-06-19
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超级电容器是一种具有高能量密度的新型储能元器件，它可提供超大功率并具有超长的寿命，是一种兼备电容和电池特性的新型元件，在混合动力电动车、脉冲电源系统和应急电源等领域具有广泛的应用前景。对于大功率储能系统来说，为了满足容量和电压等级的需要，一般是由多个超级电容器串联和并联的组合方式构成。然而超级电容器在串并联使用时，单体电容器参数的分散性是制约其寿命和可靠性的主要因素。因此，为了提高储能效率，对超级电容器组合进行电压均衡管理具有十分重要的意义。 本文针对超级电容器串联使用时充电电压的均衡问题，对超级电容器组充放电均衡技术进行了研究，通过对现有均衡技术的分析和讨论，确定采用单电容均压方案，并利用DSP控制技术，设计了一个基于DSP控制的超级电容组电压均衡系统，解决超级电容器串联电压均衡问题。该系统主要由参数采集、PWM信号输出、开关网络控制等部分组成。系统以DSP为控制核心，采用了一只电解电容器作为中间电容传递能量，通过实时电压、电流及温度监测将采集到的信号，经A/D转换器后，送入DSP处理，系统根据得到的电压、电流信息判断电容的充放电状态，控制PWM信号的输出，进而驱动开关网络的切换，使能量在单体电容器之间快速传递，从而实现均压控制。最后，对该系统进行了仿真和实验研究，通过对上述数据的分析比较可以看出，采用此种方案进行均衡后，超级电容组单体的电压在充电过程中达到了较好的一致性。 本文设计的超级电容组电压均衡系统用于串联超级电容组的充放电均衡控制，既可实现静态均衡也可实现动态均衡。与其他均衡方案相比，该系统具有电压均衡速度快，均衡效果好的优点。
上传时间： 2013-04-24
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