毕业设计（论文）中频电源的研究与设计.doc

中频电源的研究与设计目 录摘要…………………………………………………………………………………………ⅠAbstract……………………………………………………………………………………Ⅱ 第1章 绪论……………………………………………………………………………… 11.1 课题背景 ………………………………………………………………………… 11.1.1 国外技术发展与现状 ……………………………………………………… 11.1.2 国内技术发展与现状 ……………………………………………………… 11.2 感应加热电源课题研究的必要性 ……………………………………………… 21.2.1 国内外技术的对比 ………………………………………………………… 21.2.2 中频电源研究的必要性 …………………………………………………… 2第2章 感应加热原理及负载电路…………………………………………………… 42.1 感应加热基本原理 ……………………………………………………………… 42.1.1 电磁感应和感应加热 ……………………………………………………… 42.1.2 电磁感应的三个效应 ……………………………………………………… 52.1.3 加热时金属物理性质的变化 ……………………………………………… 52.2 感应加热电源的组成 …………………………………………………………… 62.3 负载感应器的等效电路 ………………………………………………………… 62.3.1 物理意义 …………………………………………………………………… 62.3.2 感应器等效电路 …………………………………………………………… 82.4 负载电路及其自然特性 ………………………………………………………… 92.4.1 并联振荡负载电路 ………………………………………………………… 92.5 感应加热用可控硅并联式中频电源 …………………………………………… 12第3章 整流电路 ……………………………………………………………………… 143.1 中频电源对整流电路的基本要求 ………………………………………………14 3.2 三相全控桥式整流电路工作原理……………………………………………… 14 3.3 晶闸管器件的选择 ……………………………………………………………… 183.3.1 额定正向平均电流的选择 ……………………………………………… 183.3.2 额定电压等级的选择 …………………………………………………… 18第4章 并联逆变器 …………………………………………………………………… 204.1 并联逆变器的工作原理 ………………………………………………………… 20 4.2 并联逆变电路参数间的相互关系及主要参数的确定…………………… 24 4.2.1 输入直流电流与输出中频基波有效值间的关系………………… 24 4.2.2 输入直流电压与输出中频电压有效值间的关系…………………24 4.2.3 中频输出功率………………………………………………………… 25 4.2.4 引前时间的考虑………………………………………………………… 254.3 逆变电路参数选择………………………………………………………………254.3.1 换流电感的布置与参数选择………………………………………… 25 4.3.2 逆变电路可控硅元件的选择……………………………………………… 274.4 并联逆变中频电源的保护……………………………………………………… 29第5章 中频电源的控制………………………………………………………………305.1自动调频………………………………………………………………………… 305.2 常规晶闸管并联谐振中频电源存在的问题……………………………………32 5.3 提高并联谐振中频电源的整流功率因数及实现恒功率输出的原理………… 33 5.4 控制电路的组成 ………………………………………………………………… 35 5.5 三相全控桥式整流电路的触发电路……………………………………………37 5.5.1 触发电路概论 ……………………………………………………………… 38 5.5.2 TC787的特性、功能和电路的实现 ……………………………………… 37 5.6 逆变触发电路 …………………………………………………………………… 39 5.6.1 对触发脉冲参数的要求 …………………………………………………… 39 5.6.2 对触发电路的要求 ………………………………………………………… 39 5.6.3 触发电路的实现 …………………………………………………………… 39 5.7 并联逆变电路的起动 …………………………………………………………… 40第6章 系统调试…………………………………………………………………………426.1 调试所使用的测试仪器仪表和工具……………………………………426.2 调试步骤…………………………………………………………………………426.2.1 准备实验…………………………………………………………………426.2.2 实验步骤…………………………………………………………………436.2.3 抗干扰分析………………………………………………………………43结论…………………………………………………………………………………………44参考文献……………………………………………………………………………………45致谢…………………………………………………………………………………………46附录…………………………………………………………………………………………47摘 要本文系统研究了由可控硅组成的中频电源，分析了用于熔炼的感应加热可控硅中频电源的特点和负载感应器的等效电路及其自然特性，采用并联补偿的方法提高负载的功率因数。

为了使并联负载谐振电路能正常工作，必需将负载电路置于过补偿状态针对常规可控硅并联谐振中频电源存在整流桥功率因数随输出电压降低而减少，且满足不了熔炼负载对功率输出要求的问题，采用了一种调节逆变角提高整流功率因数来实现恒功率输出的方法，但这里所提出的恒功率输出并非指一般意义下的恒功率闭环控制，而是指额定输出功率下的恒功率，即恒定的最大功率输出在采用角调节电路的基础上，配合原有AC/DC相控双闭环电路，可以使中频电源实现恒功率控制在整流环节和逆变环节分别采用集成触发芯片TC787和KC04来实现，这样大大简化了控制电路，并提高了电路的可靠性设计中采用预磁化电路和撞击启动的方法，提高了中频电源的启动成功率和负载的适应性关键词：中频电源；并联补偿；功率因数；角调节；恒功率 AbstractThis paper has studied the intermediate frequency power composed of silicon controlled rectifier, analyzed characteristic of heating intermediate frequency power of silicon controlled rectifier used for smelting, equivalent circuit of the load inductor and natural characteristic, improved the power factor of load by parallel compensation. To the shunt load resonance circuit can work normally, we must make the load circuit on the state of overcompensation. Aim at routine silicon controlled rectifier connect in parallel resonance intermediate frequency power has the problem about the power factor of rectification bridge reduce with the output voltage reducing and can’t meet the smelting load’s demand to power output, it adopt one measure to realize constant power output by adjust the inverse angle to improve the rectification power factor, but the constant power output put forward here is not that the constant power by closed-loop control under a general meaning, it refer to the constant power under rated output power, namely the constant peak power output. On the basis of adopting the angle to regulate circuit, cooperate with original AC/DC phase control bi-closed loop circuit, it can make the intermediate frequency power realize constant power control. In rectify element and reverse element it adopt separately the integrated trigger chip TC787 and KC04, thus simplify the control circuit greatly, and improve the circuit reliability. The paper adopt the magnetize circuit in advance and starting through impact method to improve the starting success rate and load adaptability of the intermediate frequency power.Key words: Intermediate frequency power， Parallel resonance， Power factor， regulate， Constant power第1章 绪论本章介绍了中频电源的课题背景及其发展状况，阐述了中频电源研究的必要性。

1.1 课题背景1.1.1 国外技术发展与现状构成感应加热用中频电源的整流器和逆变器是比较典型的电力电子电路，它们的技术紧随着电力电子的发展而发展，并且标志着整个电力电子技术的水平和现状自从第一台晶闸管感应加热电源出现在二十世纪七十年代，由于电力电子技术尚处于传统技术阶段，感应加热电源中的整流、逆变全由晶闸管组成，工作频率低，噪音高，控制系统一般采用分立元件构成[1]二十世纪七十年代后期，以大功率晶闸管、门极可关断晶闸管。