基于FPGA数字化高频脉冲电流电解电源的研制
本文选题:电解电源 + 全桥逆变 ; 参考:《广东工业大学》2015年硕士论文
【摘要】:电解加工作为特种加工的一种重要形式,已经成为现代加工技术中不可或缺的一部分。其非接触的特性为电解加工带来了广泛的应用空间,尤其是在难以通过切削加工完成的复杂曲面的加工。脉冲电源作为脉冲电流电解加工设备的核心环节,决定着电解加工的质量和效率。实验表明,脉冲电源的输出频率越高,加工质量越好;输出电流容量越大,加工效率便越高。高频大功率脉冲电解电源的进步推动着电解加工的发展,所以研制高频大功率脉冲电流电解电源尤为重要。针对电解加工工艺,采用了“全桥逆变+斩波输出”的拓扑结构。全桥逆变器作为前级,实现调压/调流;斩波器作为输出级,实现频率和脉宽调节。斩波输出的电流呈方波波形,可以弥补逆变输出电流呈三角波的不足。设计了三相工频整流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器、次级高频整流滤波电路和斩波电路,以及开关管的吸收缓冲回路和功率驱动电路。以FPGA作为电源系统的控制中枢,实现了电源的数字化控制。数字PI调节器完成了电压/电流的闭环控制,具有较高精度;数字PWM,实现了频率和脉宽的实时调节。采用了智能屏,设计出友好的人机交互界面,既能完成参数的实时设置,也能实现参数的实时显示。在过压保护、过流保护和温度保护的基础上,设计了能量释放模块,通过电流上升率的检测,更加及时地避免短路意外造成的工件、工具和电源损伤。采用风冷的方式,合理安排了电源的安装布局,量身制作了电源机箱,结构紧凑,便于搬运。经反复调试,最后制作出数字化高频大功率脉冲电解电源。经试验表明,该电源输出稳定,波形良好,发热量小,安全可靠。
[Abstract]:As an important form of special machining, ECM has become an indispensable part of modern machining technology. The non-contact characteristics of ECM bring a wide range of applications, especially in the machining of complex surfaces which are difficult to finish by cutting. As the core of pulse current ECM equipment, pulse power supply determines the quality and efficiency of ECM. Experimental results show that the higher the output frequency of the pulse power supply, the better the machining quality, and the higher the output current capacity, the higher the machining efficiency. The development of high frequency and high power pulse electrolysis power supply promotes the development of electrolytic machining, so it is very important to develop high frequency high power pulse current electrolysis power supply. Aiming at the ECM process, the topology of full bridge inverter chopper output is adopted. The full-bridge inverter is used as the front stage to realize voltage / current regulation, and the chopper is used as the output stage to realize frequency and pulse width adjustment. The chopper output current is square wave waveform, which can make up the deficiency of the inverter output current being triangle wave. Three phase power frequency rectifier filter circuit, full bridge inverter circuit, high frequency transformer, secondary high frequency rectifier filter circuit and chopper circuit, as well as absorption buffer circuit and power drive circuit of switch tube are designed. Taking FPGA as the control center of power supply system, the digital control of power supply is realized. The digital Pi regulator realizes the closed loop control of voltage / current with high precision, and the digital PWM realizes the real-time regulation of the frequency and pulse width. The intelligent screen is used to design a friendly human-computer interface, which can not only set the parameters in real time, but also display the parameters in real time. On the basis of over-voltage protection, over-current protection and temperature protection, the energy release module is designed to avoid the damage of workpiece, tool and power supply caused by short-circuit accident more timely through the detection of current rise rate. The installation layout of power supply is arranged reasonably by air cooling, and the power box is made with compact structure and convenient handling. After repeated debugging, the digital high-frequency high-power pulse electrolysis power supply is made. The test shows that the output of the power supply is stable, the waveform is good, the calorific value is small, and the power supply is safe and reliable.
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN791;TN86
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 Vik Sangha;;效率和体积的权衡——便携式设备中电源管理的新挑战[J];电子设计应用;2008年04期
2 王玉峰;王仲初;徐畅;薛喜亮;;车载方波电源的设计[J];辽宁科技大学学报;2011年04期
3 张晓健 ,刘海广;适于通信设备的板极电源及合理设计[J];电子世界;2003年04期
4 李胜强;焦俊生;;等离子体荷电喷雾逆变电源的研究[J];电子技术应用;2007年11期
5 郑建霞;贾振民;;功率可调臭氧装置电源的设计与实现[J];电源技术;2011年05期
6 陆廷圣;傅瑞春;林云香;;脉冲开关电磁铁电源[J];现代雷达;1984年Z1期
7 宋荣;;一种高稳定低压大电流电源[J];宜宾师专学报;1992年02期
8 惠晶;张峰久;;基于DSP的移相调频控制逆变电源的研究[J];电源世界;2007年08期
9 畅福善;;智能大功率超声波电源的设计[J];运城学院学报;2009年02期
10 秦威;李勇滔;李超波;夏洋;李英杰;赵章琰;许晓平;;全固态高效率射频电源[J];半导体技术;2011年04期
相关会议论文 前7条
1 郭继强;徐凯;陈雄;孔庆生;;一种新型LED路灯电源驱动电路[A];2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C];2010年
2 李刚;钱志云;;计算机外壳带电的处理与电源探讨[A];第三届安徽自然科学学术年会安徽省电机工程学会2005年学术年会论文集[C];2005年
3 蒋云峰;张之平;蒋庆龙;宋荣群;周承鸣;汪飞;杨希;;ESP用三相中频直流高压电源的研究[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
4 张谷勋;;全面推动我国电除尘器(ESP)电源的高频化进程[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
5 迟恩田;任中根;阎光明;;高速电弧加工电源[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年
6 迟恩田;任中根;闫光明;;离速电弧加工电源[A];第四届全国电加工学术年会论文集[C];1992年
7 张勇;贺有旭;马铁军;谢红霞;杨思乾;;基于频域分解的单相交流点焊电源功率因数计算[A];陕西省焊接学术会议论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 甘肃 GSBMA;不可不防劣质电源的“杀伤力”[N];中国电脑教育报;2004年
2 维生素C;电源的选购与使用安全[N];中国电脑教育报;2005年
3 四川 山风;电源不是这么选的[N];电脑报;2003年
4 山东 张学堂;小电源大学问[N];中国电脑教育报;2007年
5 广东 五个木;动力之源[N];电脑报;2001年
6 小蓝;两个老电源,携手变出大功率[N];中国计算机报;2005年
7 张旭东;计算机电源行业急需规范[N];中国计算机报;2003年
8 内蒙古 夏金光;电脑电源选购与检修[N];电子报;2007年
9 ;动力源源不断[N];中国电脑教育报;2007年
10 广东 蔡维屏;压倒一切的是稳定![N];电脑报;2004年
相关博士学位论文 前8条
1 鞠洪新;分布式微网电力系统中多逆变电源的并网控制研究[D];合肥工业大学;2006年
2 孔雪娟;数字控制PWM逆变电源关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
3 孟志强;大功率介质阻挡放电臭氧发生电源的关键技术研究与实现[D];湖南大学;2005年
4 曲晓冬;混合动力车用复合电源匹配与控制理论研究[D];吉林大学;2014年
5 龚宇雷;微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究[D];山东大学;2011年
6 顾亦磊;集成模块电源拓扑标准化的研究[D];浙江大学;2008年
7 佟强;数字DC-DC变换器动态性能和系统稳定性提高方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 葛磊;谐振变换及数字化控制技术在加速器中的应用[D];中国科学技术大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘杰;混合动力轿车用复合电源参数匹配与优化设计研究[D];吉林大学;2011年
2 李志兵;等离子体镀膜电源的研究与设计[D];大连海事大学;2005年
3 车保川;基于FPGA应用的超声波电源的研究[D];江南大学;2008年
4 朱丹;微网系统逆变电源的建模与实现方法研究[D];合肥工业大学;2010年
5 马飞;单相数字控制逆变电源的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
6 张善理;基于DSP的大功率数字化超声波逆变电源[D];江南大学;2011年
7 李国伟;介质阻挡放电电源及放电特性的研究[D];长春理工大学;2013年
8 付焕森;基于DSP低温等离子消毒电源的研究[D];江南大学;2008年
9 曹鹏;静止式岸电电源研究[D];大连海事大学;2011年
10 裴玖玲;数字化控制超声波电源的研究[D];江南大学;2008年
,本文编号:1812087
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1812087.html