论文部分内容阅读
商用电磁炉是应用于现代餐饮业的新型设备,与传统的灶具相比,商用电磁炉具有节能、高效、安全、环保等特点。目前商用电磁炉市场占有率不足传统灶具的10%,主要问题是性能不稳定,价格昂贵。本文基于一项目要求,设计了一款商用电磁炉的控制系统,完成了控制系统的软硬件设计。本文的主要研究内容如下:
首先介绍了商用电磁炉的优点、现状和发展,分析了电磁感应加热原理在电磁炉中的应用,深入研究了商用电磁炉的具体工作原理,确定了控制系统的硬件电路设计方案。设计了以S3F9454为主控制器,采用负载电流和负荷电流组成的双闭环保护反馈电路,利用脉冲调制芯片SG3525进行调频调功,以三相不可控整流电路和单相电压型谐振逆变电路为主电路的硬件平台。
本文设计的硬件电路主要包括:主控制器及其外围电路,功率控制电路,频率追踪电路,电压、电流、温度信号的检测电路,逆变器隔离驱动电路以及报警保护电路等。逆变开关管IGBT由智能型集成驱动芯片HCPL-316J驱动,并设计了软启动功能,提高了控制系统逆变电路的可靠性和安全性。
在软件设计上,提出了积分分离的PID控制策略,当系统检测到功率偏差大于设定值时采用PD控制器,小于设定值时采用PID控制器,使系统调节具有较好的瞬态性能和稳态性能。设计了准确、快速的锅具检测技术和长时间开机无人操作自动关机等功能,不仅节约了电能还减少了电磁污染。
最终设计了一款输出功率为15KW,工作频率为20kHz~50kHz的商用电磁炉的控制系统,通过样机反复实验,证明本文设计的控制系统,功率输出稳定,整机运行安全、可靠,适合推广应用。