超声波发生器控制电路的研究

发布时间：2020-05-17 03:19

【摘要】：随着超声波清洗技术的发展,超声波清洗机被越来越广泛的应用到各行各业,逐步替代了传统的清洗方式。然而随着超声波换能器在温度、环境等不定因素的影响下,其硬件材料会发生磨损、老化等状态,随之影响换能器的额定输出工作频率。这一频率的偏移使得超声波发生器的输出频率无法与之匹配,会影响换能器的工作效率,导致清洗效果不佳,严重时甚至损坏换能器。针对这一问题,本文设计了一种基于ARM7架构、输入频率给定可调、输出频率自动追踪的超声波发生器。整个系统由上位机给定频率开始,通过电压调节器将220V 50Hz市电经过单相不可控整流电路、BUCK斩波电路、MOSFET全桥逆变电路、阻抗匹配网络转换为可控的输出信号送入超声波换能器。由锁相环电路对换能器作用的电压电流信号进行持续采集,将结果反馈给STM32主控芯片。主控芯片采用模糊PI自适应控制算法比较反馈结果与给定值,调节输入信号,经驱动电路转换为触发信号后重新作用于单相全桥逆变电路。本文进行了系统电路各功能模块的调试,并根据上述设计在MATLAB/Simulink平台上对各部分电路做一仿真,由实验仿真结果得出经频率自动追踪电路作用后,换能器工作电压电流相位保持基本一致,实现了对输出频率的自动控制。
【图文】：

图 1-2 超声波发生器系统结构流程框图容安排如下：超声波电源的研究背景与意义，系统地介绍了超声波清与传统的清洗方式作对比，凸显出超声波清洗的优势研究现状和发展史做了详细的介绍，同时依据电力电率超声技术在未来的研究方向做了比较切实的预测。波发生器主电路的整流滤波电路、BUCK 斩波电路、进行了比较系统的分析和不同方案之间的对比，结合方案。波换能器的两大种类做了分析和对比，选取了最为常匹配、并联匹配与可调电容匹配三种方案进行了对比配网络架构。同时通过计算得出了匹配电感在本系统波发生器控制电路的硬件部分做了介绍，包括主控制

第二章 超声波发生器主电路超声波发生器控制电路的输出信号是对其主电路的电信号进行控制的，因此需路作为单独一章进行说明。超声波发生器主电路将 220V 50Hz 交流电转换为输出至超声波换能器，带动其上的振子进行连续振动，发出超声波进行污物的波发生器主电路包括四大模块：整流滤波电路、BUCK 斩波电路、高频全桥逆辅助电源电路。超声波清洗系统的整体框图超声波清洗系统主要由三大部分组成：超声波发生器、超声波换能器及清洗水结构框图如图 2-1 所示。超声波清洗系统最主要的部件为超声波发生器也就是源部分。超声波电源主要由主功率电路、主保护电路、主控制电路和状态显示。主功率电路是将 220V 的两相电接入二极管不可控整流模块，输出的直流电K 斩波电路输入给单相全桥逆变电路，，最后经由匹配阻抗接入超声波换能器电流电压
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB552

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本文编号：2667842