商用电磁炉是应用于现代餐饮业的新型加热设备,与传统的灶具相比,具有高效、节能、智能、稳定、环保、安全等特点。本文设计一款大功率的商用电磁炉,完成了主电路和控制系统的硬件电路、软件算法与程序的设计。具体研究内容如下:　　 首先在分析商用电磁炉的优点、发展现状和存在技术难点、电磁感应加热原理在电磁炉中的应用的基础上,深入地研究了商用电磁炉的负载串联谐振回路与在感性移相PWM控制下实现开关器件IGBT软开关的具体工作过程,确立了控制系统的硬件电路结构的设计方案。设计以S3F9454B为主控制器,采用负载电流、电压计算有功功率与锁相环频率跟踪的双闭环控制的反馈电路,利用锁相环芯片CD4046进行负载的频率跟踪与感性移相PWM控制的调功方式,以三相不可控整流电路和单相全桥串联谐振电压源逆变电路为主电路的硬件平台。　　 在理想情况下,感性移相PWM控制通过负载电流的频率跟踪与移相控制使基准臂器件工作于零电流开关与移相臂器件工作于零电流开通、大电流硬关断的工作状态。考虑到IGBT器件的非理想性,实现软开关的处理办法是在开关器件上并联缓冲无损电容进行转移电流与电压箝位来营造ZVS—OFF环境,使得所有的开关器件都工作在ZCZVS—ON&ZVS—OFF的软开关状态。　　 硬件电路的设计主要包括:主控制器及其外围电路,锁相环CD4046的频率跟踪与功率调节电路,逆变器隔离驱动电路,给定功率、有功功率、电压、电流、温度信号的检测电路以及故障处理与显示报警的保护电路等。故障信号处理同时采用硬件、软件处理的方法和开关器件IGBT由集成驱动器2SD106AI设置软启动与关断进行驱动,提高了整个控制系统的可靠性和安全性。　　 软件控制算法设计采用了模糊-PID复合控制的控制策略。在超过功率允许波动的范围时,若系统检测到功率偏差大于设定值ε时采用模糊控制器,若小于设定值e时采用PID控制器,使系统的功率调节具有较好的瞬态性能和稳态性能。同时,设计了负载锅具检测子程序和长时间开机无人操作自动关机等功能,保证了电磁炉的安全工作与提高了电磁炉的智能水平。　　 本文最终设计了一款输出功率为20kW,工作频率为20kHz～50kHz的商用电磁炉的主电路和软、硬件控制系统,通过实验仿真验证此电磁炉控制系统能实现软开关状态与输出功率稳定,满足本文设计的要求。