超聲波電源脈沖特性及其試驗研究.pdf

1、鋁合金鑄造、鑄軋過程中施加超聲外場技術(shù)是當前國際研究的熱點和未來鑄造、鑄軋技術(shù)的一個新的發(fā)展方向。因此只有設(shè)計合理的超聲鑄造、鑄軋裝備,才能制備出高性能的鋁合金帶材。在繼承課題組超聲設(shè)備研究成果的基礎(chǔ)上,研究了適合于這些工藝的超聲電源設(shè)備。
　　 本文的主要研究工作如下:
　　 1.主回路是超聲波發(fā)生器功率傳輸系統(tǒng),本文主要對逆變電路,可控硅整流濾波電路,功率管的保護和匹配網(wǎng)絡(luò)進行了研究。針對變幅桿的溫度在高溫金屬熔體中

2、升高,引起變幅桿的固有頻率發(fā)生改變,使得變幅桿與壓電陶瓷之間產(chǎn)生失諧而不能正常工作的問題,本文設(shè)計研究了基于DSP的軟件頻率跟蹤。
　　 2.超聲波電源輸出功率大小對鋁合金熔體處理有重要影響。本文從提高超聲電源峰值功率出發(fā),分析研究了脈沖驅(qū)動及脈沖電流兩種不同的脈沖形式,同時研究了這兩類產(chǎn)生脈沖的電路。通過超聲波電源實驗中測得的相關(guān)數(shù)據(jù)可知:脈沖工作模式下超聲波電源輸出的峰值電壓、電流都較大高出連續(xù)工作模式下的峰值,脈沖頻率與占

3、空比影響換能器的輸入電壓。
　　 3.由脈沖超聲鋁合金晶粒細化試驗分析可知:1)低頻脈沖下的脈沖超聲波對鋁合金晶粒細化效果與連續(xù)波的有基本相同的規(guī)律:在遠離工具桿端面方向晶粒細化效果隨距離增大而變差。在工具桿半徑方向則由于超聲作用范圍小,晶粒細化效果較軸向方向差。在一定時間范圍內(nèi),施加超聲時間越長晶粒細化效果越好,施加功率越大晶粒細化效果越好。2)脈沖波對鋁合金晶粒細化效果與連續(xù)波的相比又有差異:平均輸出功率相同的情況下,脈沖波