50kw感应加热电源初步设计电力电子课程设计.docVIP

电力电子技术课程设计（论文） 题目：50kw感应加热电源初步设计 院 （系）： 电气工程学院 专业班级： 电气 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间： 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：电气 学 号 学生姓名 专业班级 设计题目 50KW感应加热电源初步设计 课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能 先将交流电变成直流电，再将直流电变成400HZ以上的交流电，驱动电磁线圈。产生高频交变磁场，在被加热的金属工件内产生磁滞损耗和涡流损耗，产生热量而加热工件。 设计任务 1、方案的经济技术论证。2、整流电路设计。3、逆变电路设计。4、通过计算选择器件的具体型号。5、控制电路设计。6、绘制相关电路图。7、完成设计说明书。 要求 1、文字在4000字左右。 2、文中的理论分析与计算要正确。 3、文中的图表工整、规范。 4、元器件的选择符合要求。 技术参数 1、输入电压三相380V。2、输入交流电频率45~65HZ。3、具有过流保护。4、输出最大功率50kW。5、负载功率因数0.8。6、采用晶闸管中频感应或IGBT高频感应方式均可。 进度计划 第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：输入整流滤波电路设计；第5天：逆变电路设计；第6天：确定中频或高频变压器变比及容量；第7天：控制电路设计；第8天：保护电路设计；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘 要 本文针对感应加热装置的需要设计了一种感应加热电源，本电源的引入使得感应加热装置的频率应变性得到增强，可跟踪负载的工作频率，使装置效率提高，从而达到节能、节时的目的。 本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了50KW感应加热电源。用三相半控整流电路对三相工频交流电进行整流并滤波，然后再通过对感应加热电源的工作原理、电路拓扑结构的分析，确定了以IGBT作为功率开关器件的电压型逆变器作为本系统的逆变电路，并通过双极性脉冲宽度调制（SPWM）方式实现了对逆变器功率的控制。最后对电路设计了保护电路，使电路更加可靠工作。通过整体方案计算了系统的参数以及进行了器件的选择，并通过对系统的仿真分析验证了设计的可行性。 关键词：感应加热，IGBT，整流滤波，逆变 目录 第1章 绪论 1 1.1 感应加热电源概况及发展趋势 1 1.2 本文设计内容 2 第2章 应加热电源电路设计 3 2.1 感应加热电源工作原理 3 2.2 感应加热电源总体设计方案 4 2.3 感应加热电源具体电路设计 4 2.3.1 整流电路的设计 5 2.3.2 整流触发控制电路的设计 6 2.3.3 逆变电路设计 7 2.3.4 逆变电路的调制方式 8 2.3.5 驱动电路设计 9 2.3.6 保护电路设计 10 第3章 参数的计算与器件选择 13 3.1 整流滤波电路参数计算与器件选择 13 3.2 逆变电路参数计算与器件选择 14 第4章 感应加热电源仿真 15 第5章 设计总结 17 参考文献 18 绪论 感应加热电源概况及发展趋势 感应加热多数用于工业感应加热：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电 (300-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000，而心部温度升高很小. 图1.1 系统主原理图 应加热电源电路设计 感应加热电源工作原理 感应加热原理为产生交变的电流，从而产生交变的磁场，在利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。如图2.1： 图2.1 感应电流图示 当交变电流通入感应圈时，感应圈内就会产生交变磁通，使感应圈内的工件受到电磁感应电势。设工件的等效匝数为。则感应电势：