電子束焊機(jī)數(shù)字高壓電源系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題是某公司的項(xiàng)目“用于鋼軌焊接的電子束焊機(jī)電源系統(tǒng)研制”中的一部分。
　　電子束焊機(jī)高壓電源系統(tǒng)的作用主要是用于給燈絲電源系統(tǒng)產(chǎn)生的電子加速，其性能決定著電子束焊接的焊縫質(zhì)量和水平。隨著電力電子功率器件、開關(guān)電源的電路拓?fù)?、控制芯片和控制方式等的發(fā)展，高頻化和數(shù)字化的高壓直流電源日益成為電子束焊機(jī)未來發(fā)展應(yīng)用的熱點(diǎn)。
　　本文首先對(duì)電子束焊機(jī)及其高壓電源進(jìn)行了簡單的介紹，針對(duì)電子束焊機(jī)高壓電源的應(yīng)用場合和技術(shù)指標(biāo)，在DC

2、-DC直流變換電路的理論分析和比較的基礎(chǔ)上，選用了全橋電路作為高壓電源的主功率電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制方式選用移相控制方式。
　　由于采用了開關(guān)電路，如果開關(guān)功率器件工作在硬開關(guān)的狀態(tài)下，在開通和關(guān)斷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗，而且容易產(chǎn)生尖峰電壓、沖擊電流等現(xiàn)象損壞開關(guān)器件。采用軟開關(guān)技術(shù)則可以很好的避免以上問題，而且還可以提高工作效率。
　　該高壓電源的主電路供電選用380V、50Hz的市電，首先通過帶電容濾波的三相不控整流電

3、路，將380V、50Hz的市電整流成直流電源；然后通過逆變電路再將其逆變成20kHz的高頻交流電供給高頻升壓變壓器，逆變電路中選用IGBT作為逆變功率器件；高頻變壓器將電壓升壓到30kV，再由高頻倍壓整流電路將其倍壓成電子槍所需的60 kV直流電壓。論文中對(duì)主電路中各個(gè)電路的元器件進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算和選型，然后在Simulink平臺(tái)上對(duì)其仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的正確性。
　　該電源的控制電路以 DSP2812為控制核心，高壓反饋信號(hào)經(jīng)隔

4、離采樣電路分壓采樣，然后送至 DSP處理，比較控制產(chǎn)生相應(yīng)的PWM波，驅(qū)動(dòng)逆變電路中的開關(guān)器件IGBT，改變對(duì)角PWM波的移相角，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。論文中詳細(xì)闡述了產(chǎn)生PWM波的生成方法，并在CCS平臺(tái)上進(jìn)行了編譯、下載到DSP2812中調(diào)試，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生需要的PWM波。
　　由于采用了高頻逆變供電方式，使得升壓變壓器的體積和重量大大減??；采用軟開關(guān)技術(shù)來消除開關(guān)管開關(guān)損耗大、尖峰電壓等問題；結(jié)合 DSP控制技術(shù)還可以達(dá)到對(duì)高