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【2015电设赛前准备】电磁感应加热器(附加热过程视频+原理图)

视频地址:http://www.tudou.com/programs/view/cvF_6botsUk/


本设计采用半桥拓扑结构,利用大功率开关器件实现DC-AC逆变,利用谐振原理将开关管的开关损耗降到最低,提升整机的效率包括热转换效率,由于电磁加热技术隶属于不接触加热,所以优点诸多,虽然只能局限于金属工件的加热、熔炼,但是通过间接转换,也可实现塑料制品的塑封、熔炼。电磁加热可取代传统的加热方式,并且节能环保,加热速度大幅度提升,所以这项技术有很大的上升发展空间。


该加热系统采用半桥拓扑与串联谐振构成功率变换器的主电路,高导磁铁氧体降低了高频下的磁滞损耗。控制电路采用ARM cortexM3内核的STM32可编程器件,实现了驱动电平信号的生产,高速ADC的采样,以及开机浪涌、软启动等功能。

实验过程中由于经验不足,走了很多弯路,这是刚开始时的电路板,元器件的选择还不是很合理。


由于散件太丑了,就加了个壳子,但是隐藏的问题也就暴漏出来了 。。。

还好有大家的支持 ,和帮助,最后就这样了 


加热的效果还不错,薄点铁片速度大概3秒就可以烧红,厚一点的需要10秒左右吧,跟论坛里高手比还是逊色了很多,毕竟是自己动手做的,所以也比较满足了,继续改进吧!下面是加热厚铁片的照片





对于感应加热电源,将来的发展趋势是进一步提高开关频率,减小源体积。但是开关频率的提高必然导致开关损耗的增加,所以要求实现开关管的软开关 技术。 而目前比较常用的软开关技术为变频控制,然而 变频控制又带来设 计 参数困 难,输出功率不线性变化,以及很难实现轻载输出等缺点。所以下一阶段希望能 研究其它方式的软开关技术比如恒频控制的软开关技术,来解决这些问题。恒频控制的逆变器,可以解决变频控制所具有的一些缺点。比如可以拓宽输出功率的方法,很容易让输出功率接近空载,而且可以简化谐振电路的设计难度。但是恒频控制的逆变器要实现软开关比较困难,所以如何实现软开关将作为以后的研究的主题 。

传一个加热短片,也不知道能不能播放:

http://www.tudou.com/programs/view/cvF_6botsUk/

主电路采用半桥结构,串联谐振。由于MOSfET是正温度系数,易实现并联扩容,所以就没有用IGBT。




全部回复(141)
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2014-07-08 16:29
楼主厉害
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2014-07-08 17:08

真棒!好帖子!

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2014-07-08 17:10
你那个隐藏的问题是什么啊?最后怎么解决的?
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2014-07-08 17:23
一个个的都太强悍了,话说你们是竞争对手还是合作伙伴捏? ~~
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2014-07-08 17:29
@电源网-天边
一个个的都太强悍了,话说你们是竞争对手还是合作伙伴捏?~~
我们是好朋友!哈哈,朋友都来发帖子了,真给面子~
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2014-07-08 17:37
@SKY丶辉煌
我们是好朋友!哈哈,朋友都来发帖子了,真给面子~

佩服佩服昂~~朋友太给力了都~~

这次你也参赛嘛?

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2014-07-08 17:40
@电源网-天边
佩服佩服昂~~朋友太给力了都~~这次你也参赛嘛?
是啊,要不我能这么忙前忙后的么~哈哈
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2014-07-08 21:29
看好大家哦,内容很棒,继续加油,明天把各位的帖子好好宣传下!不错|!~
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2014-07-09 14:12
@SKY丶辉煌
是啊,要不我能这么忙前忙后的么~哈哈
透露一哈子啦,你要参赛的作品是什么啦~
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2014-07-09 14:20

隐藏问题最后解决了嘛?有点像说书的说到一半的感觉捏。

继续发一些,嘿嘿,有活动等着大家啊

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listenslow
LV.5
12
2014-07-09 14:20
@SKY丶辉煌
你那个隐藏的问题是什么啊?最后怎么解决的?
问了老师说是干扰,减小了些主回路,现在能启动起来了 但是问题似乎依然存在,开机抑制浪涌电流的电阻,浩哥当时是你给我算的  好像不太合理,回头找你商量商量。
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listenslow
LV.5
13
2014-07-09 14:29
@电源网-天边
隐藏问题最后解决了嘛?有点像说书的说到一半的感觉捏。继续发一些,嘿嘿,有活动等着大家啊
隐藏的问题 就是开机启动不是每次都能成功   我检查了过流保护电路单元没有问题 啊 不断的启动关机启动关机。。。 过一阵只好继续查找存在问题了。
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2014-07-09 15:21
@listenslow
隐藏的问题就是开机启动不是每次都能成功 我检查了过流保护电路单元没有问题啊不断的启动关机启动关机。。。过一阵只好继续查找存在问题了。[图片]
这事儿你可以再电源综合区发个问答贴,问问大家,看看有没有更好的解决办法捏。
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2014-07-09 17:02
@listenslow
问了老师说是干扰,减小了些主回路,现在能启动起来了但是问题似乎依然存在,开机抑制浪涌电流的电阻,浩哥当时是你给我算的 好像不太合理,回头找你商量商量。[图片]
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2014-07-09 17:02
@电源网-天边
透露一哈子啦,你要参赛的作品是什么啦~

题目还不知道呢~

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2014-07-09 17:03
@电源网-天边
这事儿你可以再电源综合区发个问答贴,问问大家,看看有没有更好的解决办法捏。
好主意
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2014-07-09 20:24
确实不错!值得我们学习!
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2014-07-10 10:06
此贴已经被推荐到论坛经典,加油吧童鞋!~~
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2014-07-10 10:06
@电源网-天边
这事儿你可以再电源综合区发个问答贴,问问大家,看看有没有更好的解决办法捏。
问答题就是前面带问号的帖子,记得设置成这样的哦~~
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zxw135933
LV.3
21
2014-07-10 13:19
@listenslow
问了老师说是干扰,减小了些主回路,现在能启动起来了但是问题似乎依然存在,开机抑制浪涌电流的电阻,浩哥当时是你给我算的 好像不太合理,回头找你商量商量。[图片]

你们开机直接进入准谐振状态吗?

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zxw135933
LV.3
22
2014-07-10 13:32

半桥实现恒频控制难度大大的,半桥电磁加热基本是属于调频调功的,随着频率接近固有谐振频率,功率逐渐增大到最大值!

在半桥控制中,关键问题在于控制频率接近固有谐振频率时,如何进行锁相让谐振频率略大于谐振频率!这里才是半桥电磁加热控制的精髓!

目前一般有那么几种方法

1 传统的方法是采用包络平均值比较法  市场上半桥加热 大多数采用这种方法!

2 采用数字相位检测

3 我设计一种新型检测方式 硬件自适应 谐振追踪法,该方法可适用于全桥半桥电磁加热,开关电源!

 目前开关电源方面的试验还没有验证!

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0565pan
LV.8
23
2014-07-10 13:59
@zxw135933
半桥实现恒频控制难度大大的,半桥电磁加热基本是属于调频调功的,随着频率接近固有谐振频率,功率逐渐增大到最大值!在半桥控制中,关键问题在于控制频率接近固有谐振频率时,如何进行锁相让谐振频率略大于谐振频率!这里才是半桥电磁加热控制的精髓!目前一般有那么几种方法1传统的方法是采用包络平均值比较法 市场上半桥加热大多数采用这种方法!2采用数字相位检测3我设计一种新型检测方式硬件自适应谐振追踪法,该方法可适用于全桥半桥电磁加热,开关电源! 目前开关电源方面的试验还没有验证!
楼主你这这是高难度的动作! 难度巨大!我搞不了!来学学皮毛吧!
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2014-07-10 14:51
@zxw135933
半桥实现恒频控制难度大大的,半桥电磁加热基本是属于调频调功的,随着频率接近固有谐振频率,功率逐渐增大到最大值!在半桥控制中,关键问题在于控制频率接近固有谐振频率时,如何进行锁相让谐振频率略大于谐振频率!这里才是半桥电磁加热控制的精髓!目前一般有那么几种方法1传统的方法是采用包络平均值比较法 市场上半桥加热大多数采用这种方法!2采用数字相位检测3我设计一种新型检测方式硬件自适应谐振追踪法,该方法可适用于全桥半桥电磁加热,开关电源! 目前开关电源方面的试验还没有验证!

行家一出手,就知有没有,学习了

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2014-07-10 15:37
@电源网-fqd
楼主厉害[图片]
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2014-07-10 16:32

已经入围工科男神争霸赛~~记得多发多回复哦~~ 离奖品很近很近啦

http://www.dianyuan.com/bbs/1495660.html

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2014-07-10 19:56
@电源网-天边
已经入围工科男神争霸赛~~记得多发多回复哦~~离奖品很近很近啦http://www.dianyuan.com/bbs/1495660.html
恭喜
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listenslow
LV.5
28
2014-07-10 20:20
@zxw135933
你们开机直接进入准谐振状态吗?
不是,没有在谐振点工作 ,频率高于谐振点,想实现软开关。。得加点感性,串联谐振
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listenslow
LV.5
29
2014-07-10 20:22
@电源网-娜娜姐
看好大家哦,内容很棒,继续加油,明天把各位的帖子好好宣传下!不错|!~
谢了哦。。话说视频怎么上传??
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listenslow
LV.5
30
2014-07-10 20:23
@电源网-天边
这事儿你可以再电源综合区发个问答贴,问问大家,看看有没有更好的解决办法捏。

恩 

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listenslow
LV.5
31
2014-07-10 20:23
@电源网-娜娜姐
此贴已经被推荐到论坛经典,加油吧童鞋!~~
谢谢。
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