A high precision electron beam welder power supply based on buck-boost converter using fuzzy PID control

A novel electron beam welder （ EBW） power supply was developed. Compared with the traditional 3-phase contrail 12-pulse rectifying supplies, it requires a much lower step-up ratio transformer, but a much less output ripple voltage can be obtained. The design of the main circuit of this new power supply is based on PWM buck-boost converter topology. In developing the system a fuzzy PID control method is adopted because of the strong non-linearity and big signal working conditions of the circuit system. The SABER-MATLAB models and fuzzy algorithm were used in developing the fuzzy PID controller. The co-simulation and experimental results displayed that the unit introduced herein has the characteristics of high control precision and antinterference capability.

新型PWM-BUCK电子束焊机稳定高压电源的设计

设计了一种新型PWM-BUCK电子束焊机高压加速稳压源电路系统,系统内设精密开关限流电路,能有效防止浪涌电流和过流的产生,提高了系统工作的可靠性和稳定性.通过SABER仿真,全面分析了系统的开、闭环特性,结合系统特点提出了一个含电源前馈补偿的PID控制器,同时论述了控制器的参数设计原理和步骤.结果表明,系统具有稳压精度高、动态特性好、换能效率高、工作条件要求低、整机系统可靠性高等优点.

电子束焊机电源控制系统的设计与实现

电子束焊机高压加速稳压电源输出电压的稳定是保证电子束焊接质量的前提条件,传统的高压加速稳压电源电路结构复杂、体积大.为此设计了一种电子束焊机高压加速稳压电源控制系统,主电路采用PWM buck-boost变换器结构,其较高的升压比降低了升压变压器的升压比,与传统的同类电源相比,体积更小,电路更为简单;分析了系统主电路特性和工作过程,建立了系统电路小信号模型,采用了滞后-超前校正补偿的控制方式.结果表明,系统具有响应速度快、可靠性和控制精度高、抗干扰能力强等特点.

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。

关于电子束焊机高压电源稳定性设计

研究电子束焊机高压稳压电源输出电压的稳定性问题,可保证电子束焊接质量。传统的电子束焊机高压电源电路由于存在高纹波输出电压的特性,直接导致了输出稳定性不高。为此设计了一种电子束焊机高压稳压电源控制系统,主要原理是将新型的PWM-Cuk变换器结构与耦合电感技术相结合,合理地分配两个电感的耦合程度,同时还采用了滞后-超前的补偿控制方式,提高系统的稳压精度和控制精度。并且利用SABER和PSIM软件构建系统主电路和控制电路模型并进行仿真。理论分析和仿真结果表明,改进系统具有输出微纹波的特性,还具备整机系统稳压精度高、控制精度和可靠性高、动态特性良好,为电子束焊机优化设计提供了依据。

一种新型的电子束焊机用多种扫描信号发生器

介绍了一种新型的电子束焊机用多功能数字扫描信号发生器。分析了信号发生器的工作原理，并对各功能电路作了详细的说明。

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。

一种新型的电子束焊机用直流高压电源装置

介绍了一种半桥逆变式电子束焊机高压电源的工作原理和控制电路。根据 PL C的控制技术及电子束焊机用高压电源的特点 ,提出一种以 IGBT元件作为逆变器件来实现高压电源的高效小型化。采用 PL C控制技术实现电源的软启动功能 ,自动调节电路采用 A/ D和 D/ A转换技术 ,提高了电源的可靠性。经过试验 ,电源的各项性能指标都达到了预期的设计目标 。

基于LC谐振变换器的电子束焊机高压电源

针对传统电子束焊机高压电源频率低,变压器体积、质量大的问题,利用LC谐振变换器,实现功率管的软开关,提高逆变器电路的工作频率,达到减少变压器体积、质量的目的。软开关技术避免了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,并减少开关损耗。分析LC谐振变换器的工作原理,采用BUCK电路调节母线电压的方式,避免LC谐振变换器在负载较轻调频很难改变电压的缺点。通过调试电子束焊机高压电源,分析试验参数,验证设计的合理性。

一种全桥逆变式电子束焊机高压电源

介绍了一种全桥逆变式电子束焊机高压电源的工作原理和控制电路。采用了直流斩波和全桥逆变技术,以IGBT为直流斩波元件、IPM模块为全桥逆变元件实现了高压电源的高效小型化。控制系统采用了AVR单片机、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、A/D模块等芯片组成的电路实现了电源的自动调节、断电保护及软启动功能。电源的各项性能指标都达到了预期的设计目标,技术性能满足焊接工艺的需要。

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.

电子束焊机用逆变型高压电源的设计

介绍了电子束焊机用逆变型高压电源的工作原理 ,分析了控制电路的工作过程 ,根据电子束焊机用高压电源的特点 ,提出用PLC控制技术实现电源的软起动功能 ,并设置了保护电路。试验表明

一种高稳定度70kV直流高压电源装置

介绍了 70 k V高性能高压电源的设计原理。结合电源的电路结构特点及电源的技术要求 ,提出了提高电源性能的技术措施。试验结果及设备运行结果表明

基于PWM-Zeta型电子束焊机高压稳定电源优化设计

传统的电子束焊机高压电源电路因为存在高纹波输出电压的特性,直接导致了输出稳定性不高。为了满足现代电子技术的发展对电子束焊机的焊接质量的要求,为此设计了一种新型电子束焊机高压稳压电源控制系统。该设计从电子束焊机高压稳压电源着手通过提高输出电压的稳定性来提高焊接质量,主要原理是将新型的PWM-Zeta变换器结构与PID控制技术相结合,同时采用了遗传算法来优化PID参数的方式,提高系统的稳压精度和控制精度。并且利用SABER和Matlab软件构建系统主电路和控制系统并进行仿真。理论分析和仿真结果表明,该系统具有输出纹波小、整机系统稳压精度高、控制可靠性高、动态特性良好、换能效率高、工作环境要求低等特点。

PLC在电子束焊机中的应用

介绍了电子束焊机的组成及工作原理 ,对电子束焊机的控制原理和作用进行了分析 ,提出用三菱公司的FX系列可编程逻辑控制器对电子束焊机进行逻辑控制。结合电子束焊机对控制系统的要求及焊接工艺的需要 ,分别对控制软件的作用和软件构成进行了详细说明。设备经过运行表明 :控制系统的硬、软件功能完善 ,工作可靠。

电子束焊机六硼化镧阴极发射性能研究

电子束焊机电子枪阴极采用六硼化镧 (LaB6 )材料制造 与普通高温阴极相比 ,六硼化镧具有逸出功低 ,热电子发射密度大的优点 研究了多晶六硼化镧不同纯度、密度、阴极表面粗糙度以及表面污染程度等因素对热电子发射性能的影响 .

电子束焊机用的一种阴极加热电源

提出了一种新型的电子束焊机用阴极加热电源。本电源采用推挽逆变电路来实现功率转换 ,效率高、体积小。控制电路采用专用脉宽调制集成控制芯片 ,电路结构简单 ,便于调试和维修。电源还设置了软启动及过流保护电路 。

真空电子束焊机中的PLC应用技术

本文介绍了电子束焊机的组成及工作原理 ,并对电子束焊机的控制原理和作用进行分析 ,提出用三菱公司的 FX系列的可编程逻辑控制器对电子束焊机进行逻辑控制。工作台控制则通过采用 PL C的高速输出口和 PL C特殊摸块功能技术 ,实现了工作台的精密控制。结合电子束焊机对控制系统要求及焊接工艺需要 ,分别对控制软件的作用和软件构成进行了详细的说明。控制系统硬件及软件经过设备的运行表明 :控制系统的硬、软件功能完善、工作可靠。

一种10kW/50kV电子束焊机用高压电源

介绍电子束焊机对高压电源的技术要求,针对高压直流电源存在的问题,研制了一种基于谐振的高频逆变的大功率高压直流电源;从主电路、驱动电路等给出电源的设计过程。最后,给出实验结果,表明研制的电源能够达到10kW,50kV的输出。

Zeta型电子束焊机高压稳定电源的纹波抑制与稳压

在传统的电子束焊机电源系统中,由于开关电源自身的原因,存在较高的固有高纹波输出电压特点,导致电子束焊机电源系统的输出电压不稳定。为此,采用耦合电感技术,设计了一种Zeta型变换器为主电路的电子束焊机的电源系统,其原理是将耦合电感技术与Zeta型变换器相结合,合理分配Zeta变换器中的两耦合电感的耦合程度来抑制纹波。同时,采用PI控制-前馈控制构成的复合控制器提高电源系统的控制精度和输出稳定精度。PLECS软件仿真结果表明,该系统不仅抑制输出电压纹波效果十分明显,而且还具备输出电压稳压精度高、动态特性好和工作可靠等特点,验证了理论推导的正确性。