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管道水感应加热是利用电涡流对管壁及流水进行加热的一种技术,由于具有效率高、清洁等优点而在工业生产中得到广泛应用。随着微电子与数字信号处理技术的发展,感应加热技术正朝着智能化与数字化控制的方向发展。DSP具有高速的运算速度及丰富的外设资源,使得某些先进的控制策略能够应用实践。采用DSP对感应加热关键技术进行研究,可使系统具有更好的稳定性及控制实时性,在感应加热行业具有重要的研究意义与应用价值。 本文的研究工作以感应加热关键技术为核心,主要针对锁相环频率跟踪、移相PWM调功以及基于DSP的硬软件设计等问题进行研究。论文的主要内容如下: 1、介绍了感应加热基本原理及国内外发展现状。通过对感应加热电源主电路进行分析与比较,确定了本文的主电路方案,并对RLC串联谐振电路进行了分析。 2、阐述了感应加热中的两大关键技术——锁相环与功率调节,建立了数字锁相环数学模型,分析了移相PWM调功的工作原理。采用MATLAB中的SIMULINK工具箱对系统进行了仿真,给出了仿真实验数据。 3、确定了系统硬件方案,设计了功率电路与控制电路。其中功率电路部分采用了IGBT全桥逆变,围绕逆变主电路设计了采样电路与相位检测电路等。控制电路采用DSP TMS320F28335为核心处理器,设计了IGBT驱动电路、保护电路、人机交互接口电路等。 4、基于上述的硬件平台,编写了软件控制程序。在CCS中采用μC/OSⅡ嵌入式实时操作系统为基本框架,开发了数字锁相环、移相PWM调功、功率闭环控制、故障保护及人机交互等程序,并对关键部分进行了介绍,给出了程序流程图。 5、最后,在小功率环境下进行了整机联调,给出了实验结果。