基于DSP低Q值感应加热电源的研究.pdfVIP

第28卷第4期 青岛大学学报(工程技术版) V01．28No·4 01 3 OF 201 3年12月 JOURNALQINGDAO 文章编号：1006—9798(2013)04—0039—05 基于DSP低Q值感应加热电源的研究 申 磊，杨 艳，张建文，黄倩菁 (青岛大学自动化工程学院，山东青岛266071) 摘要：为了增加感应加热电源的炉壁厚度及提高输出功率，本文提出了一种新型低Q值 感应加热电源，采用Buck斩波电路来调节电源的输出功率，通过改变Buck电路的占空 比D来改变C：两端的电压值，从而调整逆变器的输入电压，使电源的输出功率恒定；控 制系统采用TI公司的TMS320F28335作为控制芯片，控制功率开关管的导通与关断，使 电源能够恒定功率输出，并且实现自动变频功能，提高感应加热电源的工作稳定性。实验 结果表明，当感应线圈直径不变时，炉胎的炉壁越厚，内径越小，感应线圈与被加热金属的 互感系数越小，系统的无功能量增加；低Q值感应加热电源可以把其内部更多的无功能 量转换成有功能量，并且炉壁越厚，输出功率越大。该研究提高了电源的输出功率，解决 了传统感应加热电源无法加厚炉壁的缺点。 关键词：低Q值；感应加热电源；DSP；TMS320F28335；自动变频 中图分类号：TM924．01 文献标识码：A 电磁感应加热电源以其节能、环保、高效等优点广泛应用于金属熔炼、热处理、焊接等领域。传统感应加 热电源主要分为串联谐振型感应加热电源和并联谐振型感应加热电源[1．21。传统的感应加热电源为了提高 电源的效率，其炉体的炉壁需要做的比较薄以增加谐振线圈与被加热金属的互感系数，但是在工业生产中， 炉壁设计的太薄就容易造成穿漏，严重影响其使用寿命。因此，为增加感应加热电源的炉壁厚度并且提高输 出功率，本文采用TI公司的数字信号处理器(digitalsignal 提出了一种新型低Q值感应加热电源，通过控制功率开关管的导通与关断，使电源能够恒定功率输出，并且 实现自动变频功能，提高感应加热电源的工作稳定性。通过对低Q值感应加热电源样机的工作频率与输出 功率进行测量可知，炉壁越厚，电源内部无功功率越大，那么就会有更多的无功能量转化为有功能量，使电源 输出更大的功率。该研究实现了电源频率自动跟踪控制。 1 电源整体概述 低Q值感应加热电源主电路拓扑图如图1 所示。由图1可以看出，该电路分为三相不可控 DL一DiDj ，-L l， i 矗 ；Tc， T。 百_ F． 整流电路，Buck斩波电路[33和谐振逆变电路3部 ．D， C：2 =。l — 分。三相电经过整流电路后得到直流电压U¨ j 一-_ j ￡’·f 5上)d ：{=c．上==‘ 即C。两端的电压，然后再经过Buck斩波电路进 整流电路 Buck斩渡电路 谐振逆变电路 行DC／DC变换，得到调整后的直流电压U∞即 C。两端的电压，输入到逆变电路。控制电路采用