【摘要】：隨著超聲波清洗技術(shù)的發(fā)展,超聲波清洗機被越來越廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè),逐步替代了傳統(tǒng)的清洗方式。然而隨著超聲波換能器在溫度、環(huán)境等不定因素的影響下,其硬件材料會發(fā)生磨損、老化等狀態(tài),隨之影響換能器的額定輸出工作頻率。這一頻率的偏移使得超聲波發(fā)生器的輸出頻率無法與之匹配,會影響換能器的工作效率,導致清洗效果不佳,嚴重時甚至損壞換能器。針對這一問題,本文設(shè)計了一種基于ARM7架構(gòu)、輸入頻率給定可調(diào)、輸出頻率自動追蹤的超聲波發(fā)生器。整個系統(tǒng)由上位機給定頻率開始,通過電壓調(diào)節(jié)器將220V 50Hz市電經(jīng)過單相不可控整流電路、BUCK斬波電路、MOSFET全橋逆變電路、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為可控的輸出信號送入超聲波換能器。由鎖相環(huán)電路對換能器作用的電壓電流信號進行持續(xù)采集,將結(jié)果反饋給STM32主控芯片。主控芯片采用模糊PI自適應(yīng)控制算法比較反饋結(jié)果與給定值,調(diào)節(jié)輸入信號,經(jīng)驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換為觸發(fā)信號后重新作用于單相全橋逆變電路。本文進行了系統(tǒng)電路各功能模塊的調(diào)試,并根據(jù)上述設(shè)計在MATLAB/Simulink平臺上對各部分電路做一仿真,由實驗仿真結(jié)果得出經(jīng)頻率自動追蹤電路作用后,換能器工作電壓電流相位保持基本一致,實現(xiàn)了對輸出頻率的自動控制。
【圖文】：

圖 1-2 超聲波發(fā)生器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程框圖容安排如下：超聲波電源的研究背景與意義，系統(tǒng)地介紹了超聲波清與傳統(tǒng)的清洗方式作對比，凸顯出超聲波清洗的優(yōu)勢研究現(xiàn)狀和發(fā)展史做了詳細的介紹，同時依據(jù)電力電率超聲技術(shù)在未來的研究方向做了比較切實的預測。波發(fā)生器主電路的整流濾波電路、BUCK 斬波電路、進行了比較系統(tǒng)的分析和不同方案之間的對比，結(jié)合方案。波換能器的兩大種類做了分析和對比，選取了最為常匹配、并聯(lián)匹配與可調(diào)電容匹配三種方案進行了對比配網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。同時通過計算得出了匹配電感在本系統(tǒng)波發(fā)生器控制電路的硬件部分做了介紹，包括主控制

第二章 超聲波發(fā)生器主電路超聲波發(fā)生器控制電路的輸出信號是對其主電路的電信號進行控制的，因此需路作為單獨一章進行說明。超聲波發(fā)生器主電路將 220V 50Hz 交流電轉(zhuǎn)換為輸出至超聲波換能器，帶動其上的振子進行連續(xù)振動，發(fā)出超聲波進行污物的波發(fā)生器主電路包括四大模塊：整流濾波電路、BUCK 斬波電路、高頻全橋逆輔助電源電路。超聲波清洗系統(tǒng)的整體框圖超聲波清洗系統(tǒng)主要由三大部分組成：超聲波發(fā)生器、超聲波換能器及清洗水結(jié)構(gòu)框圖如圖 2-1 所示。超聲波清洗系統(tǒng)最主要的部件為超聲波發(fā)生器也就是源部分。超聲波電源主要由主功率電路、主保護電路、主控制電路和狀態(tài)顯示。主功率電路是將 220V 的兩相電接入二極管不可控整流模塊，輸出的直流電K 斬波電路輸入給單相全橋逆變電路，，最后經(jīng)由匹配阻抗接入超聲波換能器電流電壓
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB552

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本文編號：2667842