PUKYONG

전류원 PWM 정류기 / 인버터를 이용한 단조용 유도가열 전원장치의 전원회로 및 제어회로 설계

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Abstract
Induction heating can convert electrical energy to thermal energy with high conversion efficiency and quick heating. Currently, a current source rectifier/inverter-fed parallel resonant circuit is widely used as an induction heating power supply for forging applications. However, the conventional thyristor current source rectifier/inverter-fed parallel resonant circuit widely used for induction heating of forging applications has low power factor and high THD at the input side. Because of these disadvantage the IGBT PWM current source rectifier and inverter has been recently studied as an induction heating power supply topology. Therefore, this paper proposes the design guide line of the IGBT PWM current source rectifier and inverter, the design method of power factor controller, the new detecting method of current and voltage for use in system control, and also the technique to follow the resonance voltage of the tank circuit for inverter switching. The proposed techniques are implemented in a 40kVA induction heating power supply and its performances are verified through experiments. It is expected to be used extensively in induction heating power supply systems for forging with wide power range.
Author(s)
최승수
Issued Date
2020
Awarded Date
2020. 2
Type
Dissertation
Keyword
전류원 정류기 전류원 인버터 역률 유도가열 단조
Publisher
부경대학교
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/23937
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000295114
Affiliation
부경대학교 대학원
Department
대학원 전기공학과
Advisor
김인동
Table Of Contents
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 전력회로 토폴로지 비교 5
1. 다이오드 정류기 + 초퍼 + IGBT 인버터 7
2. SCR 정류기 + 초퍼 + IGBT 인버터 10
3. PWM 정류기 + IGBT 인버터 13
4. 토폴로지 비교 14
Ⅲ. 단조용 유도가열 전원장치의 부하 특성 18
Ⅳ. 단조용 유도가열 전원장치의 전력회로 23
1. 유도가열 전원장치의 전체 구성 23
2. 소자 선정을 위한 전력회로 사양 해석 24
3. DC Link 인덕터 Ldc 설계 27
3-1. Vinv에 의한 DC link의 리플 전류 I2h.pk 28
3-2. Vrec에 의한 DC link의 리플 전류 28
4. Input filter 설계 29
4-1. Cf 설계 30
4-2. Lf 설계 31
4-3. Rf 설계 31
Ⅴ. 단조용 유도가열 전원장치의 제어회로 33
1. 유도가열 전원장치의 제어 회로도 33
2. 전원 전류 및 전원 전압의 위상각차 검출 방법 36
2-1. ZCD(zero crossing detection)을 이용한 검출 방법 36
2-2. DSOGI-PLL-FLL을 이용한 위상 추종방식 37
3. 탱크회로의 공진주파수 추종하는 인버터 스위칭 방법 39
3-1. ZCD를 통한 스위칭 방법 39
3-2. 자가 발진 방식 39
3-3. SOGI PLL을 이용한 탱크회로 공진 주파수 추종 40
4. 제어기의 상세 설계 43
4-1. 위상(Ma제어) 제어기 설계 43
4-2. 전류(α값제어) 제어기 설계 47
4-3. 전력(Idc_ref) 제어기 설계 50
Ⅵ. 실험결과 53
Ⅶ. 결론 65
Degree
Doctor
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산업대학원 > 전기공학과
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