串联感应加热电源技术的研究
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摘要
本文从感应加热基本原理出发，概述了感应加热技术的及现状，主要介绍了串连型感应加热电路各个部分的原理和具体实现。
第一章主要概述了感应加热的基本原理，以及国内外感应加热技术的发展及现状，并简述了本课题所做工作的主要内容。
第二章对感应加热电源中的电流型逆变器和电压型逆变器作了比较分析，重点介绍了关于串连型感应加热的特点，是后续各章节的理论基础，也是所作课题的主要依据。
第三章在对课题要求的基础上选择了主电路拓扑，并对主要的器件参数进行了计算与设置。
第四章给出了关于课题的控制与保护等重要环节的分析与最后的实现方案。
第五章针对在串联谐振感应加热电源扫频控制所存在的地阻抗时功率器件工作状态变差问题提出了一种有效的解决方案。
第六章对实验波形进行了分析、通过实验结果验证了以上理论的正确性
论文最后，对本课题所做的工作作了一个简单的总结
First of all, this paper gives a brief introduction to the basic theory of induction heating and outlines the development and the status of the induction heating technique, mainly about the theory and practical realization of full-bridge series resonant induction heating inverter.
Chapter 1 gives a brief introduction to the basic theory of induction heating, then outlines the development and the status of the induction heating technique, and presents the actual meaning of the research and the main content of this paper.
Chapter 2 compares the differences of the current-fed converter and the voltage-fed converter used in induction heating power, and give a special focus on the voltage-feed converter ,These content is the base of all the following chapters,and is the guideline of the project I did.
Chapter 3 gives the topology of the main circuit on the base of meeting the request of this project,and also the parameters for the most important components in the circuit.
Chapter 4 gives the important protection and controlling part of this project and their final design.
Chapter 5 presents one common problem which happens in series resonant induction heating inverter ,then made much deep theorical analysis in order to resolve this problem.
Chapter 6 analyzes the result of the experiment and verifies the
feasibility of the whole plan in IGBT series resonant inverter of induction heating.
At the end of this paper, a brief summation for the whole dissertation is giveno
第一章主要概述了感应加热的基本原理，以及国内外感应加热技术的发展及现状，并简述了本课题所做工作的主要内容。
第二章对感应加热电源中的电流型逆变器和电压型逆变器作了比较分析，重点介绍了关于串连型感应加热的特点，是后续各章节的理论基础，也是所作课题的主要依据。
第三章在对课题要求的基础上选择了主电路拓扑，并对主要的器件参数进行了计算与设置。
第四章给出了关于课题的控制与保护等重要环节的分析与最后的实现方案。
第五章针对在串联谐振感应加热电源扫频控制所存在的地阻抗时功率器件工作状态变差问题提出了一种有效的解决方案。
第六章对实验波形进行了分析、通过实验结果验证了以上理论的正确性
论文最后，对本课题所做的工作作了一个简单的总结
First of all, this paper gives a brief introduction to the basic theory of induction heating and outlines the development and the status of the induction heating technique, mainly about the theory and practical realization of full-bridge series resonant induction heating inverter.
Chapter 1 gives a brief introduction to the basic theory of induction heating, then outlines the development and the status of the induction heating technique, and presents the actual meaning of the research and the main content of this paper.
Chapter 2 compares the differences of the current-fed converter and the voltage-fed converter used in induction heating power, and give a special focus on the voltage-feed converter ,These content is the base of all the following chapters,and is the guideline of the project I did.
Chapter 3 gives the topology of the main circuit on the base of meeting the request of this project,and also the parameters for the most important components in the circuit.
Chapter 4 gives the important protection and controlling part of this project and their final design.
Chapter 5 presents one common problem which happens in series resonant induction heating inverter ,then made much deep theorical analysis in order to resolve this problem.
Chapter 6 analyzes the result of the experiment and verifies the
feasibility of the whole plan in IGBT series resonant inverter of induction heating.
At the end of this paper, a brief summation for the whole dissertation is giveno
引文
1．林渭勋，可控硅中频电源，机械工业出版社，1983年5月。
2．徐晓亮，固态高频感应加热技术研究，浙江大学博士学位论文，1997年4月
3．徐晓亮 陆一星 郑涛 顾逸新，晶闸管型串联逆变器直通保护新方案，电力电子技术，1996年第4期
4．潘天明，工频和中频感应炉，冶金工业出版社，1983年8月
5．潘天明，现代感应加热装置，冶金工业出版社，1996年12月
6. Gerhard L. Fischer, Hans_Christian Doht, An Inverter System for Inductive Tube Welding utilizing Resonance Transformation
7. E.J. Dede, etc, New Investigations on Short-circuit Behavior of current-fed Inverters for Induction Tube welding
8．吴兆麟 林刚 兰奎，串联逆变式高频感音加热电源，电力电子技术，1994年第1期
9．沈旭 吴兆麟 马俊 李广勇，20KW／300KHZ高频感应加热电源，电力电子技术，1996年第2期
10．张亦葵 姜土林等，200KHZ、75KW SIT高频感应加热电源的研制
11．张明勋，电力电子设备设计和应用手册，机械工业出版社，1990年6月
12．林渭勋，电力电子技术，浙江大学出版社，1986年9月
13．林渭勋，电力电子技术基础，机械工业出版社，1990年10月
14．林渭勋，现代电力电子电路，浙江大学出版社，2002年7月
15．林渭勋，晶闸管中频电源基本知识，浙江科学技术出版社，1989年11月
16．丁道宏，电力电子技术，航空工业出版社，1992年6月
17．杨思俊，朱伯年，晶闸管中频电源基本知识，浙江科学出版社，1989年11月
18．黄国靖，我国热处理设备发展的基本方向，工业加热，1996年第5期
19．张为佐，蓬勃兴起的电力电子-张为佐谈功率半导体和电力电子的过去、现在和未来(文集)，EDN China电子设计技术，2001年4月
20. Francois Forest, Eric Labouré, Francois Costa, Jean Yves.Gaspard, Principle of a
Multi-Load/Single Converter System for Low Power Induction Heating, IEEE-Transactions on Power Electronics, Vol. 15,No.2,March 2000,p223-230.
21. Vadim Chudnovsky, Boris Axelrod, Arich L.shenkman,An approximate Analysis of a Starting Process of a Current Source Parallel Inverter with a High-Q Induction Heating Load, IEEE-Transactions on Power Electronics, Vol. 12,No.2,March 1999, p294-301.
22. B.Davson, P.Jain, A Comparison of Load Commuted Inverter System Induction Heating and Melting Applications, IEEE-Transactions on Power Electronics, Vol.6, 1991,p430-441.
23. J.P.Ferrienx, M.C.Pera-Marion, J.P.Rognon, J.Mins, Power Control of Two Induction Loads Supplied by a Single Generator: Two Solutions, Proc.Euro.Power Electron.Conf.Rec., Vol.2,1995, p379-384.
24. R.Oruganti and F.Lee, State-Plane Analysis of Parallel Resonant Converter, IEEE-PESC REC., 1985, p56-73.
26. Hugo Calleja, Rafael Ordóez, Improved Induction-Heating Inverter with Power Factor Correction, IEEE-PESC'99.
27. Sibylle Dieckerhoff, Michael J.Ryan, Rik W.De Doncker, Design of an IGBT-Based LCL-Resonant Inverter for High-Frequency Induction-Heating, IEEE-PESC'99.
28. K.Mauch, Transistor Inverters for Medium Power Induction Heating Applications, IEEE-IAS, 1986, p555-562.
29. P.Casella, Pham Huu Phut, A.Berthon, High Frequency Current Inverter with Parallel Resonant Load for Induction Heating, EPE 1987, p277-280.
30. H.Dort, G.Birk, G.L.Fischer, Control Mode for Inverters with Resonance Transformation in Induction Heating Applications, Proc. Power Conversion, June 1994, p57-67.
31. G.L.Fischer, H.Dort, An Inverter System for Inductive Tube Welding Utilizing Resonance Transformation, IEEE-IAS, 1994, p833-840.
32．张明勋，电力电子设备设计和应用手册，机械工业出版社，1990年6月。
33. A.Okuno, H.Kawano, J.Sun, M.kurokawa, M.Nakaoka, Feasible Development of
Soft-Switched SIT Inverter with Load-Adaptive Frequency-Tracking Control Scheme for Induction Heating, IEEE-Transactions on Industry Applications 1998,p713-718.
2．徐晓亮，固态高频感应加热技术研究，浙江大学博士学位论文，1997年4月
3．徐晓亮 陆一星 郑涛 顾逸新，晶闸管型串联逆变器直通保护新方案，电力电子技术，1996年第4期
4．潘天明，工频和中频感应炉，冶金工业出版社，1983年8月
5．潘天明，现代感应加热装置，冶金工业出版社，1996年12月
6. Gerhard L. Fischer, Hans_Christian Doht, An Inverter System for Inductive Tube Welding utilizing Resonance Transformation
7. E.J. Dede, etc, New Investigations on Short-circuit Behavior of current-fed Inverters for Induction Tube welding
8．吴兆麟 林刚 兰奎，串联逆变式高频感音加热电源，电力电子技术，1994年第1期
9．沈旭 吴兆麟 马俊 李广勇，20KW／300KHZ高频感应加热电源，电力电子技术，1996年第2期
10．张亦葵 姜土林等，200KHZ、75KW SIT高频感应加热电源的研制
11．张明勋，电力电子设备设计和应用手册，机械工业出版社，1990年6月
12．林渭勋，电力电子技术，浙江大学出版社，1986年9月
13．林渭勋，电力电子技术基础，机械工业出版社，1990年10月
14．林渭勋，现代电力电子电路，浙江大学出版社，2002年7月
15．林渭勋，晶闸管中频电源基本知识，浙江科学技术出版社，1989年11月
16．丁道宏，电力电子技术，航空工业出版社，1992年6月
17．杨思俊，朱伯年，晶闸管中频电源基本知识，浙江科学出版社，1989年11月
18．黄国靖，我国热处理设备发展的基本方向，工业加热，1996年第5期
19．张为佐，蓬勃兴起的电力电子-张为佐谈功率半导体和电力电子的过去、现在和未来(文集)，EDN China电子设计技术，2001年4月
20. Francois Forest, Eric Labouré, Francois Costa, Jean Yves.Gaspard, Principle of a
Multi-Load/Single Converter System for Low Power Induction Heating, IEEE-Transactions on Power Electronics, Vol. 15,No.2,March 2000,p223-230.
21. Vadim Chudnovsky, Boris Axelrod, Arich L.shenkman,An approximate Analysis of a Starting Process of a Current Source Parallel Inverter with a High-Q Induction Heating Load, IEEE-Transactions on Power Electronics, Vol. 12,No.2,March 1999, p294-301.
22. B.Davson, P.Jain, A Comparison of Load Commuted Inverter System Induction Heating and Melting Applications, IEEE-Transactions on Power Electronics, Vol.6, 1991,p430-441.
23. J.P.Ferrienx, M.C.Pera-Marion, J.P.Rognon, J.Mins, Power Control of Two Induction Loads Supplied by a Single Generator: Two Solutions, Proc.Euro.Power Electron.Conf.Rec., Vol.2,1995, p379-384.
24. R.Oruganti and F.Lee, State-Plane Analysis of Parallel Resonant Converter, IEEE-PESC REC., 1985, p56-73.
26. Hugo Calleja, Rafael Ordóez, Improved Induction-Heating Inverter with Power Factor Correction, IEEE-PESC'99.
27. Sibylle Dieckerhoff, Michael J.Ryan, Rik W.De Doncker, Design of an IGBT-Based LCL-Resonant Inverter for High-Frequency Induction-Heating, IEEE-PESC'99.
28. K.Mauch, Transistor Inverters for Medium Power Induction Heating Applications, IEEE-IAS, 1986, p555-562.
29. P.Casella, Pham Huu Phut, A.Berthon, High Frequency Current Inverter with Parallel Resonant Load for Induction Heating, EPE 1987, p277-280.
30. H.Dort, G.Birk, G.L.Fischer, Control Mode for Inverters with Resonance Transformation in Induction Heating Applications, Proc. Power Conversion, June 1994, p57-67.
31. G.L.Fischer, H.Dort, An Inverter System for Inductive Tube Welding Utilizing Resonance Transformation, IEEE-IAS, 1994, p833-840.
32．张明勋，电力电子设备设计和应用手册，机械工业出版社，1990年6月。
33. A.Okuno, H.Kawano, J.Sun, M.kurokawa, M.Nakaoka, Feasible Development of
Soft-Switched SIT Inverter with Load-Adaptive Frequency-Tracking Control Scheme for Induction Heating, IEEE-Transactions on Industry Applications 1998,p713-718.
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