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系统并网技术 工商业光伏 ★ 5.0

一种用于钢件感应淬火超过居里点温度的直流母线电压调节逆变器的降阶动态模型

Reduced-Order Dynamics of a DC-Bus Voltage-Regulated Inverter for Steel Hardening Beyond Curie Point Temperature

作者 Amaiur Mendi-Altube · Irma Villar · Claudio Carretero · Jesús Acero
期刊 IEEE Transactions on Industry Applications
出版日期 2025年3月
技术分类 系统并网技术
技术标签 工商业光伏
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 工业感应加热系统 谐振逆变器 模块化硬件设计 协同仿真模型 实验结果验证
语言:

中文摘要

本文提出了一个工作在居里温度以上且由调节输入电压的谐振逆变器驱动的工业感应加热系统的降阶动态模型。一方面,提出了一种用于电力电子设备的模块化硬件设计方案,该方案在保证控制简单性的同时,使系统具备高度的运行灵活性。另一方面,推导了一个联合仿真模型,以确保逆变器在与感应负载物理特性内在相关的可变运行条件下实现控制稳定。该模型基于对采用有限元分析工具进行仿真所获得的参数进行降阶处理,以便将结果应用于计算机辅助工程(CAE)仿真软件中。为验证所获得的实验结果,将其与仿真得到的数值结果进行了对比。

English Abstract

We present a reduced-order dynamic model of an industrial induction heating system working beyond the Curie temperature and operated by a regulated input-voltage resonant inverter. On the one hand, a modular hardware design for power electronics is proposed, which allows great flexibility in operation while maintaining simplicity in its control. On the other hand, a co-simulation model has been derived to ensure inverter control stability under the variable operating conditions intrinsically associated with the physical properties of the induction load. This model is based on applying a reduction of the parameters obtained from simulations carried out by employing a finite element analysis tool to use the results in CAE simulation software. To validate the obtained experimental results, a comparison has been made with the numerical results obtained from the simulation.
S

SunView 深度解读

该研究提出的直流母线电压调节与降阶动态建模方法对阳光电源的工商业逆变器产品具有重要参考价值。其降阶建模思路可应用于SG系列大功率逆变器的控制系统优化,特别是在高温、大功率工况下的动态响应控制。模型简化方法有助于提升ST系列储能变流器的控制精度和动态性能。此外,文中的电压调节策略对充电桩等大功率变换设备的直流母线稳定性控制也有启发意义。建议在后续产品迭代中将该技术应用于控制器设计和系统建模环节,提升产品在极端工况下的可靠性。