高可靠性的等離子切割電源設(shè)計與研究.pdf

1、等離子切割技術(shù)正在不斷發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用在制造與加工工業(yè)領(lǐng)域中，單純地提高切割質(zhì)量與效率的目標，已經(jīng)不能完全滿足市場的需求，人們對等離子切割電源系統(tǒng)的可靠性也非常關(guān)注。本文結(jié)合等離子切割電源系統(tǒng)可靠性的理論，來指導(dǎo)等離子切割電源系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　將可靠性的理論引入到等離子切割電源的設(shè)計中，并分析了不同電路方案的等離子切割電源系統(tǒng)可靠性，主要包括整個系統(tǒng)的三相整流電路方案與 DC-DC變換器的方案。對比分析了不同電路拓撲方案的

2、可靠性，最終選擇十二脈波不控整流電路作為系統(tǒng)的前級AC-DC變換電路，選擇移相全橋變換器作為系統(tǒng)的后級DC-DC變換電路，并指出它們的優(yōu)點以及需要解決的問題。
　　參照某型特種等離子切割電源設(shè)備的技術(shù)指標，包括輸入電流諧波畸變率、輸出電壓等級等，以及考慮電路拓撲的可靠性。本文采用一種帶復(fù)合濾波裝置的十二脈波不控整流電路作為整個系統(tǒng)的整流電路方案。先理論計算與仿真分析了常規(guī)十二脈波不控整流電路存在總諧波畸變率超標的問題。然后，為了降

3、低輸入電流的主要次諧波含量，設(shè)計了LC濾波參數(shù)以及合理配置陷波器的數(shù)目。最終，設(shè)計了一臺50kVA的帶復(fù)合濾波裝置的十二脈波不控整流電路。在滿載工況下，輸入電流的THD低于3％，滿足技術(shù)指標的要求。
　　依據(jù)特種等離子切割電源的功率等級要求與可靠性的分析結(jié)果，采用移相全橋變換器作為等離子切割電源的DC-DC變換拓撲。先分析了等離子切割電源的工作原理，設(shè)計了一種雙閉環(huán)的控制策略，仿真結(jié)果表明該策略具有較高的動靜態(tài)性能。在軟件設(shè)計中，