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电磁感应加热系统及IGBT功率模块驱动

吴建华  
【摘要】: 目前电力电子技术已经成为新世纪应用最广泛和最受关注的技术之一。IGBT作为电力电子器件中的重要的一员,在现代电力行业发挥着越来越重要的作用,尤其是在节能降耗的方面也已经起到了不可替代的作用。因此IGBT的驱动、保护及其应用技术也成为电力电子行业研究的热点。本文研究了IGBT的驱动和保护电路并把其应用到注塑机的感应加热系统中。 本文把所研制的IGBT驱动保护电路应用在电磁感应加热系统上,并且针对注塑机的特点设计了一款电磁感应加热系统。其中包括整流滤波电路、半桥逆变电路、控制电路、驱动电路和温度、电流等检测电路。 本文的另一个重点分析了IGBT对驱动保护电路的要求,并且研制了一种单管IGBT驱动保护电路和一种IGBT半桥模块驱动保护电路。单管IGBT驱动电路的功能比较简单,只具有软关断和过流保护功能。而IGBT半桥模块驱动保护电路功能比较多,具有软关断、互锁、电平转换、错误信号电平转换、过流保护、供电电压监视、电源隔离和脉冲隔离电路等保护功能,适用于中大功率的IGBT半桥模块驱动。 在电磁感应加热部分介绍了电磁感应加热的工作原理,分析了串并联谐振逆变器的拓扑结构和特点。根据注塑机的实际应用设计了两款主电路的拓扑结构,一款是针对小功率部分加热的拓扑结构,是单管IGBT的拓扑结构,另一款是针对中大功率加热部分的半桥IGBT拓扑结构。另外介绍了电磁感应加热的控制电路以及采用模糊PID算法对注塑机料筒进行温度监控调节。最后通过对系统的仿真和实验调试表明整个感应加热系统满足实际应用要求,运行可靠,适合于再注塑机行业中推广。 最后,总结了本文的研究内容,并在此基础上对以后的工作做出了简单的展望。


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