一种感应加热电源频率跟踪控制系统

第 卷第 期

年 月河南科技大学学报（自然科学版） （ ）

文章编号： （ ）

一种感应加热电源频率跟踪控制系统

李劲伟，梁文林

（河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳 ）

设计摘要：针对感应加热电源中负载回路谐振频率时变的特点，在以 为功率开关的 感应加热电源中，

并实现了一种频率跟踪控制系统。该系统通过 电流传感器、电压比较器和 锁相环对负载电流实现

了频率跟踪，使逆变器工作在功率因数接近于 的准谐振状态。通过试验验证，电路简单可靠，运行良好。

关键词：感应加热；频率跟踪；锁相环

中图分类号： 文献标识码：

前言

感应加热电源在加热过程中，由于被加热工件随着温度升高其物理性质会发生变化，负载的等效参数

［ ］会产生时变，从而引起负载回路固有谐振频率的变化。为了使逆变器工作在功率因数接近或等于 的

准谐振或谐振状态，以实现逆变器件的零电流换流（ ）或零电压换流（ ），逆变器的控制电路必须具

［ ］有自动频率跟踪功能。随着逆变器输出频率的提高，频率跟踪电路对快速性和准确性的要求也相应提

高，为此，锁相环路（ ）技术被用于感应加热设备。本文以 为逆变开关器件，提出并实现了一种以集成锁相环 为核心的频率跟踪控制系统。

主电路结构

图 为串联谐振感应加热电源主电路结构图，它由三相二极管 全桥变换器，电压型全桥串联谐振逆变器，超音频变压器 、 ，谐振电容 和感应加热变压器初级电感 组成。超音频变压器用于负载阻抗匹配，逆变器采用富士公司 模块。

主电路加热回路的等效电路如图 所示。图中： 为基波谐振电压，频率为 ； 为耦合系数； 为被加热物体（金属）的等效电感，一般很小可忽略； 为被加热物体（金属）的等效电阻； 为次级回路折

［ ］算到初级回路的等效电感； 为次级回路折算到初级回路的等效电阻。折算后回路的阻抗为：

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基金项目：河南省自然科学基金资助项目（ ）

作者简介：李劲伟（ ），男，河南省巩义市人，硕士生

收稿日期：

河南科技大学学报（自然科学版） 年

由于 结构设计时， 一般为 匝， 为单匝，故 ! ，则

(

回路中引入一个负电感，使谐振频率升高。 ) [!( ! ! )] 由上式看出，当被加热物体的温度由低升高时，耗能等效电阻 是由大变小，此变化将在串联谐振

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本文结合感应加热电源的特点，利用 集成锁相环，对负载电流实现了频率的跟踪控制，并且加入了必要的辅助电路环节，实现了频率跟踪过程，从而使逆变器工作在功率因数接近于 的准谐振状

态，开关管 实现接近零电流切换。

参考文献：

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［ ］ 王华民，李朝阳 锁相技术在感应加热电源中的应用［ ］ 西安理工大学学报， ，（ ）：

AControlSystemofFrecuency-Trackingforlnduction

HeatingPowerSupply

，

（ ， ， ， ）

Abstract： ， ， ， ，

Keywords： ； ；

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Abstract： （ ） （ ） （ ）， ，

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一种感应加热电源频率跟踪控制系统

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被引用次数：李劲伟， 梁文林河南科技大学,电子信息工程学院,河南,洛阳,471003河南科技大学学报(自然科学版)JOURNAL OF HENAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY（NATURAL SCIENCE）2003,24(2)2次

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2.张厥胜;郑继禹;万心平 锁相技术 1996

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2.童可明.周儒勋.朱忠尼 串联谐振式电晕机高压电源的研制[期刊论文]-空军雷达学院学报 2005(3)

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