基于软开关技术的电子束焊机高压电源研究

传统电子束焊机高压加速电源采用高频脉宽调制(PWM)硬开关工作方式,电源系统开关损耗大,输出电压纹波大。采用LCC谐振电路作为逆变器拓扑结构,运用脉冲频率调制(PFM)方法及恒导通时间控制方法,克服高频硬开关PWM工作方式的缺点。仿真与实验证明:此方案可以减小系统开关损耗,有效提升电源整机效率,减小输出纹波,提升输出电压的稳定度。

60 kW高频高压变压器的绝缘研究

以60 k W电子束焊机用高频高压变压器建立模型,通过比较3种绕制方法对电场强度的影响,并利用有限元软件Ansoft在静电场条件下对C型法和Z型法的场强和电位分布进行仿真分析。结果表明:C型法的场强分布比Z型法的场强分布更均匀,变压器绕组两端的端电势最高,所以在进行绝缘处理时要尤其注意绕组两侧的绝缘。

基于Arm的电子束焊机灯丝电源的设计

电子束焊接具有能量密度高、焊件不易氧化等诸多优点,在国防、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用。传统的电子束焊机电源系统采用工频或中频技术,具有体积大、效率低、束流稳定性差等缺点。分析电子束焊机电源目前存在的缺点并结合现代电力电子技术,本人提出一种基于Arm的全数字化控制的灯丝电源方案,并详细介绍了软硬件实现方法。实验表明,该灯丝电源能够精确地稳定阴极灯丝电流,灯丝发射电子密度稳定性好,达到很好的性能要求。

基于STM32的电子束焊机灯丝电源的设计

针对电子束焊机电源的特点与目前存在的缺点,本文提出一种基于STM32的数字化灯丝电源控制方案,并详细介绍了软硬件实现方法。实验表明,该灯丝电源能够精确地稳定阴极灯丝电流,灯丝发射电子密度稳定性好,并具有可靠的过压、过流保护设计和灯丝断路提示功能,达到很好的性能要求。

一种ARM控制的逆变器的设计

本设计以ARM作为控制核心,结合推挽升压电路和SPWM逆变电路,实现了将12VDC输入电压转换为110VAC交流正弦电压输出。实验表明,该逆变器具有电压纹波小、动态响应高和全数字等特点,能够满足实际需要。

基于移相全桥的电子束焊机高压电源的研制

传统电子束焊机高压电源采用400 Hz中频发电机组,其噪声大、纹波大、效率低,不能满足现代工业实际需要。为解决上述问题,研制了一台60 kV/6 kW的基于移相全桥的全数字电子束焊机高频高压电源样机。该电源由DSP,CPLD,IPM等组成,实现了高压电源的自动调节、过压过流保护及高压自放电快速恢复功能。实验表明,该电源的各项性能指标都达到了设计目标,能满足焊接工艺的实际要求。

串联谐振型电子束熔炼炉高压电源的研究

目前电子束熔炼炉高压电源大多是由晶闸管控制的工频升压电源,不仅变压器和滤波器体积庞大,而且电源不具有抗短路特性和快速保护与重启的特点,这严重影响了电子枪的寿命和冶炼质量。针对工频升压电源的缺点和电子束熔炼的特点,将一种高频谐振变换器应用于高压电源。减小了电源体积,降低了开关损耗,实现了快速保护与重启。实验研究表明该电源能满足冶炼要求。

直驱式容积控制电液伺服系统设计与实现

基于永磁同步电机的直驱式容积控制电液伺服系统融合了交流伺服技术的优势,具有广阔的市场前景。基于双闭环矢量控制算法实现了永磁同步伺服系统的转速环、电流环控制,最终实现了电液系统的位置环控制。研制了1台用于焦炭厂的5 000 N·m阀门控制电液伺服系统。提出了位置环参数自适应的方法,有效地改善了阀门响应速度和稳态精度。实验结果表明,基于永磁同步电机设计的阀门控制系统运行可靠、快速性好,控制精度高。

基于串联谐振的电子束焊机灯丝电源的研究

传统的电子束焊机阴极灯丝加热电源采用PWM硬开关逆变,存在着开关管损耗过大、发热严重的问题。为了减小开关管的损耗,利用串联谐振变换器在开关频率小于1/2谐振频率的情况下具有恒流线性输出和软开关的特性,研制了一台基于全桥串联谐振结构的PFM调制型灯丝电源样机。实验结果表明,该电源样机输出电流0~15 A可调,实现了开关管的零电流开启和准零电流/电压关断,提高了逆变器的效率。最后提出了一些解决灯丝电源灯丝断路时电压虚高的改进方案。

高频高压电子束焊机电源的研制

传统的工频整流式电子束焊机高压电源体积和重量均很大,输出电压电力的控制动态误差大、效率低、谐波严重.基于高频斩波的电子束技术,我们研制了我国第一台60kV/6kW的全数字逆变式电子束焊机高频高压电源样机.该电源采用20kHz高频斩波调压技术,以IPM模块为全桥逆变元件,实现了高压电源的高频小型化.控制系统采用数字信号处理器(DSP)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等芯片组成电路,实现了电源的自动调节、过压过流保护及高压自放电快速恢复功能.用该电源系统取代电子束焊机原有的高压电源进行焊接试验,测试表明,该电源的各项性能指标均已达到设计目标,并满足焊接工艺的实际要求.

基于AN8026变频器高性能电源设计

本文介绍了变频器高性能电源设计,应用控制芯片AN8026设计变频器电源电路,并通过设计软件Altium Designer Summer09绘制PCB,制作调试样机,最后实验验证AN8026控制集成电路设计的软开关电源能够提高变频器电源效率,增加供电可靠性,进而提高了变频器的整体性能。

风力发电系统变流器高性能电源驱动设计

本文介绍了风力发电系统变流器高性能电源及驱动设计,以AN8026设计变流器电源电路,光耦HCPL316J设计变流器功率模块驱动电路,并通过设计软件Altium Designer Summer 09绘制PCB,制作调试样机,最后实验验证AN8026控制集成电路设计的软开关电源能够提高开关电源的效率,而基于光耦HCPL316J驱动电路的设计能够增加功率模块驱动可靠性,进而保障整个风力发电系统可靠运行,本论文设计的电源及驱动尤其适合于中小型风力发电系统变流器硬件系统设计需求。

基于临界模态的DCM-LCC谐振变换器的归一化分析与设计

为了研究电感电流断续模态(DCM)下LCC串并联谐振变换器的增益特性,通过谐振回路增益和串并联谐振电容比两个参数,建立了不同工作模态下LCC谐振回路的归一化模型。通过引入能量守恒原理及临界电流模态(CRM),推导了一种基于临界模态的归一化谐振元件参数设计模型。该模型准确简单,简化了谐振参数的设计。根据推导结果得到不同工作模态下的LCC谐振回路的频率-增益特性曲线,便于对谐振回路的输出特性进行预判。最后以一台额定输出6 kW/6 kV的高压电源样机为例,详细给出了参数设计过程并进行实验验证,实验结果验证了所建立的谐振元件的归一化设计模型的准确性。谐振回路的增益特性曲线的计算、仿真及实验结果对应良好,证明了所述的谐振回路的频率-增益特性曲线的有效性。

基于云服务与光伏高压静电场的智慧大棚农业系统设计

高压静电场具有显著的生物学效应,此物理作用可促进植物生长.为推进我国农业绿色、健康、可持续发展,结和二者的优势,设计了一套基于云服务与光伏高压静电场的智慧大棚农业系统.系统的前端是一个光伏发电与储能结合的三端口DC-DC变换器,该系统可将输入的低压直流电转化为脉动的高压直流电,输出稳定可调的高压电;利用单片机采集大棚环境中的空气温湿度、CO2浓度、土壤湿度以及高压电压输出等一系列参数,通过4G DTU模块透传到互联网云平台,可实时监控大棚中农作物生长的环境情况.远程修改高压电压输出值和作用时间,促进植物生长,减少化肥的使用,提高农业产量和生产效率,在农业生产中有长远的价值和意义.

高压电子束焊机LCC谐振变换器的轨迹分析

虽然基于LC串联谐振变换器的高压电源研究己经相对成熟,但在高压大功率方面仍存在一些不足,为了得到更适合高频、高压、大功率电源的拓扑结构,研究了具有多谐振过程的LCC串并联谐振变换器,对LCC谐振变换器的两种工作方式进行了详细分析,建立了LCC谐振变换器的统一等效模型,推导了其稳态时的数学时域表达式,分别绘制了工作于电流断续模式DCM1和DCM2两种模式下的状态变量轨迹图,并分析得到适合LCC谐振电路的控制方式,给出了仿真波形,搭建了电子束焊机-60 kV/6 kW高压电源样机,给出了实验结果,验证了分析的可行性。

大功率高压LCC谐振电源重要参数研究与设计

LCC谐振变换器克服了单一的串联谐振变换器(SRC)或并联谐振变换器(PRC)的缺点,同时具备二者优点,还具有很多传统谐振变换器以外的优点,如较小开关频率范围实现宽线性和负载调制,同时能保持很好的效率,实现全调频范围内的软开关。这些优点让LCC谐振变换器十分适合大功率高压电源。针对大功率高压电源中的LCC谐振变换器参数提出详细的分析和设计过程,并通过Saber仿真进行验证分析。

大功率电子束焊机高频高压变压器漏感研究

大功率高频高压变压器是电子束焊机的重要组成部分,它不仅起到隔离、传递能量、变压的作用,其分布参数比如漏感、分布电容会对系统造成一定的影响,比如影响功率的输出、能量的传递效率、开关管的损坏等等。本文对电子束焊机用60 k V/60 k W的高频高压变压器进行研究,通过有限元分析软件Ansoft Maxwell建立一个高频高压变压器的2D模型,通过软件后处理功能观察能量场图的结果,根据能量法求解漏感大小,与实际漏感数值进行对比,证明了仿真分析的正确性。

大功率电子束焊机高压电源控制策略研究

电子束焊机高压电源普遍采用脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)控制策略。PWM属硬开关技术,对高频电源而言,存在很大的开关损耗,难以提高电源系统效率。PFM属软开关技术,解决了开关损耗大的问题,但电源启动时谐振腔电流大,对功率器件冲击破坏性强;电源还存在轻载输出电压难控制问题,尤其对大功率电源,难以提升电源系统稳定性。大功率电子束焊机高压电源采用LCC谐振变换器作为逆变器,采用PWM和PFM相结合的控制策略,克服单一控制策略弊端。仿真与实验证明:该混合策略有效提高了电源系统效率,减少了不必要的损耗,进一步提升了电源系统稳定度。

大功率高压LCC谐振电源重要参数研究与设计

LCC谐振变换器克服了单一的串联谐振变换器(SRC)或并联谐振变换器(PRC)的缺点,同时具备二者优点。还具有很多传统谐振变换器以外的优点,如较小开关频率范围实现宽线性和负载调制,同时能保持很好的效率,实现全调频范围内的软开关。这些优点让LCC谐振变换器十分适合大功率高压电源。针对大功率高压电源中的LCC谐振变换器参数提出详细的分析和设计过程,并通过Saber仿真进行验证分析。

电子显微镜高压直流电源技术参数

随着高压直流电源技术的逐渐成熟,应用于工业、农业、航天、医疗等的领域越来越普及,对高压直流电源的技术参数的要求就越来越高,纹波大小和稳定度是影响高压直流电源质量的两个关键因素。本文设计了一台90KV/1m A的高压直流电源应用于电子显微镜以及曝光机等,现对其技术参数纹波大小和稳定度进行测量,介绍了纹波的测量方法以及影响稳定度的因素。