高效三相VSR-ZVZCS大功率微弧氧化电源研究

发布时间：2023-04-11 22:28

　　微弧氧化表面处理技术是一种直接在有色金属表面生成陶瓷性氧化膜的综合应用技术,能够解决有色金属易腐蚀、易磨损、硬度低等缺点。微弧氧化技术是包含电化学、材料学以及电力电子技术等领域的交叉学科,属于目前材料表面处理的研究热点。微弧氧化电源是微弧氧化处理工艺的核心部分,目前微弧氧化电源大部分采用不控整流或全控型晶闸管整流电路以及硬开关电路,导致电源存在大量谐波含量和开关损耗大等问题,成为制约微弧氧化电源设备推广应用的“瓶颈”。课题针对该“瓶颈”对PWM整流技术以及软开关技术进行研究,设计了以三相PWM整流器以及移相全桥ZVZCS DC/DC变换器为主电路拓扑结构的微弧氧化电源样机。本课题微弧氧化电源硬件部分采用以三相PWM整流电路、移相全桥ZVZCS DC/DC变换器以及全桥斩波逆变电路构成的主电路,并对三相VSR交流侧电感、直流母线电容以及移相全桥ZVZCS电路的高频变压器、阻断电容进行设计,选择SEMIKRON公司的IGBT作为主电路开关管,IGBT驱动电路采用落木源TX-DA102D驱动器,通讯电路采用人机界面ET100,并与DSP通过RS485接口进行数据交换和显示。软件部分以数字处理...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 微弧氧化技术的发展
    1.3 微弧氧化电源的发展
        1.3.1 直流电源
        1.3.2 正弦交流电源
        1.3.3 晶闸管整流型脉冲电源
        1.3.4 反激式微弧氧化电源
    1.4 微弧氧化电源的控制方法
    1.5 微弧氧化电源的参数分析
    1.6 本文的主要研究内容
2 微弧氧化电源系统设计
    2.1 电源方案设计
    2.2 整流滤波电路设计
        2.2.1 IGBT选择
        2.2.2 交流侧电感设计
        2.2.3 直流侧电容设计
    2.3 DC/DC变换电路设计
        2.3.1 实现滞后桥臂ZCS的条件
        2.3.2 实现超前臂ZVS实现条件
        2.3.3 最大占空比Dymax
        2.3.4 阻断电容的选择
        2.3.5 高频变压器设计
        2.3.6 桥臂并联电容的设计
        2.3.7 滞后桥臂串联二极管的设计
    2.4 不对称全桥斩波逆变电路设计
    2.5 本章小结
3 微弧氧化电源的控制系统设计
    3.1 数字信号处理器及其外围电路
        3.1.1 DSP最小系统与复位电路
        3.1.2 DSP供电电源电路与JTAG仿真器电路
        3.1.3 高速采样芯片AD7656电路
    3.2 人机交互界面设计
    3.3 驱动电路设计
    3.4 反馈电路设计
    3.5 快速保护电路设计
    3.6 本章小结
4 微弧氧化电源系统的软件设计
    4.1 软件开发环境
    4.2 主程序设计
    4.3 中断程序设计
    4.4 子程序设计
        4.4.1 外扩高速ADC子程序设计
        4.4.2 数字锁相环子程序设计
        4.4.3 空间矢量SVPWM子程序设计
        4.4.4 逆变电路PWM程序设计
        4.4.5 双闭环控制程序设计
        4.4.6 软启动子程序设计
    4.5 本章小结
5 平台搭建、调试及结果分析
    5.1 电源硬件平台的搭建
    5.2 电路调试
        5.2.1 电网同步和SVPWM调制波测试
        5.2.2 不控整流与PWM整流对比实验
        5.2.3 硬开关与软开关技术对比实验
    5.3 电解液负载下的电源调试
    5.4 本章小结
总结
参考文献
附录 部分程序代码
作者简历
学位论文数据集
详细摘要



本文编号：3789871