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感应加热电源以其具有加热效率高、速度快、可控性好及自动化程度高等优点,已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。目前国内的高频感应加热电源比较缺乏,尤其是控制技术的研究水平较低,因而对其频率跟踪及功率调节的数字化控制的研究具有实际意义。
本文主要研究高频串联谐振式感应加热电源的控制方法。首先简要介绍了感应加热的基本原理和工作特点。通过了对串联谐振式和并联谐振式感应加热电源的分析与比较,选用了串联谐振主电路。该主电路采用品闸管三相全控桥整流电路,IGBT 单相全桥逆变电路。然后对锁相环原理进行了详细的分析,提出一种数字锁相环(DPLL)的实现方法,并采用数字信号处理器(DSP)加以实现。接着设计以TMS320F2407为控制核心的硬件控制平台,包括了采样电路、保护电路、相位补偿电路、键盘显示电路等外围电路。在此基础上编制了系统的程序,并在TMS320F2407 DSP平台上进行调试,实验证明了该算法可以实现频率跟踪,并可产生移相角可调的基准臂和移相臂的驱动信号。最后完成了样机,并对其进行了整机联调,本文还给出了软硬件实现方案和实验结果。