本文關(guān)鍵詞：陶瓷磨邊超聲加工電源的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展起來的高新技術(shù),是一門新興的多學(xué)科交叉的綜合性較強(qiáng)的邊緣學(xué)科,是以物理學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)和材料學(xué)為基礎(chǔ),各行各業(yè)都要遇上的通用技術(shù)之一。隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,超聲技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療檢測、模具制造、冶金、塑焊加工、超聲加工等,其中超聲加工就是一個(gè)很重要的應(yīng)用。由于超聲加工相比傳統(tǒng)加工有諸多的優(yōu)點(diǎn),因此有必要對(duì)其進(jìn)行研究。超聲加工設(shè)備主要包括機(jī)械裝置和超聲電源兩大部分,本文主要對(duì)超聲加工技術(shù)中電源部分進(jìn)行研究,并應(yīng)用在陶瓷超聲磨邊設(shè)備上做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn),主要研究內(nèi)容包括：(1)簡要闡述了文章的研究背景及意義,回顧了超聲加工技術(shù)的發(fā)展歷程,深入了解了陶瓷磨邊加工技術(shù)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,探討了超聲電源的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。(2)闡述了陶瓷磨邊超聲加工原理,分析了超聲換能器的特性并設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的匹配電路,根據(jù)實(shí)際情況提出了超聲電源的設(shè)計(jì)要求,確定了超聲電源系統(tǒng)的總體方案。(3)詳細(xì)介紹了超聲電源硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括功率調(diào)節(jié)電路、高頻逆變電路、反饋電路及驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路等主要硬件組成部分。其中逆變電路結(jié)合DDS技術(shù),采用高頻率精度的信號(hào)發(fā)生器使逆變輸出的頻率精度達(dá)到1Hz,提高了超聲電源系統(tǒng)的頻率分辨率和性能。(4)對(duì)超聲電源的頻率控制和功率控制進(jìn)行研究,結(jié)合陶瓷磨邊加工和超聲換能器的特性,設(shè)計(jì)出了開機(jī)掃頻及運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)頻率跟蹤的頻率控制方法和恒功率輸出模式的功率控制方法。電源開啟后,通過開機(jī)掃頻的方式能夠搜索到換能器的諧振頻率,確保換能器工作在諧振頻率附近,而自動(dòng)頻率跟蹤保證了運(yùn)行時(shí)頻率跟蹤的實(shí)時(shí)性。(5)設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),對(duì)超聲電源系統(tǒng)的電路特性、掃頻及頻率跟蹤性能和功率控制等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,并詳細(xì)分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的超聲電源樣機(jī)達(dá)到了預(yù)期的效果,能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的掃頻和快速的頻率跟蹤,頻率跟蹤效果良好,并且能夠工作在恒功率輸出模式。在陶瓷磨邊設(shè)備上進(jìn)行磨邊加工,能夠顯著減少切削力。
【關(guān)鍵詞】：超聲加工 超聲電源 頻率跟蹤 恒功率 陶瓷磨邊
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ174.627;TB559
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• Contents11-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 引言14
• 1.2 課題研究背景及意義14-15
• 1.3 超聲技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-21
• 1.3.1 超聲加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 陶瓷磨邊的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.3 超聲電源的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 課題研究內(nèi)容及章節(jié)安排21
• 1.5 本章小結(jié)21-23
• 第二章 超聲電源的總體方案研究23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 超聲加工原理23-24
• 2.3 換能器的特性分析24-31
• 2.3.1 換能器的電學(xué)模型24-26
• 2.3.2 換能器的匹配設(shè)計(jì)26-31
• 2.4 超聲電源的總體方案31-33
• 2.4.1 超聲電源的設(shè)計(jì)要求31
• 2.4.2 系統(tǒng)總體方案31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 超聲電源硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-61
• 3.1 引言34
• 3.2 功率調(diào)節(jié)電路設(shè)計(jì)34-41
• 3.2.1 整流濾波分析35-37
• 3.2.2 同步Buck電路分析37-41
• 3.3 高頻逆變電路設(shè)計(jì)41-47
• 3.3.1 逆變電路選擇和工作分析41-43
• 3.3.2 高頻率精度的信號(hào)發(fā)生電路43-46
• 3.3.3 功率開關(guān)器件的選擇46-47
• 3.4 高頻變壓器設(shè)計(jì)47-49
• 3.5 電壓電流采樣及相位檢測電路的設(shè)計(jì)49-55
• 3.6 驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)55-59
• 3.7 本章小結(jié)59-61
• 第四章 超聲電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-74
• 4.1 引言61
• 4.2 頻率跟蹤的程序設(shè)計(jì)61-66
• 4.2.1 開機(jī)時(shí)的掃頻程序設(shè)計(jì)61-63
• 4.2.2 運(yùn)行時(shí)頻率跟蹤的程序設(shè)計(jì)63-66
• 4.3 功率控制的程序設(shè)計(jì)66-69
• 4.3.1 功率控制的工作原理66-67
• 4.3.2 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)67-69
• 4.4 中斷保護(hù)的程序設(shè)計(jì)69-70
• 4.5 人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-74
• 第五章 超聲電源的調(diào)試及分析74-89
• 5.1 引言74-75
• 5.2 靜態(tài)調(diào)試及分析75-79
• 5.2.1 信號(hào)發(fā)生器及死區(qū)產(chǎn)生電路的調(diào)試和分析75-76
• 5.2.2 驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)試及分析76-77
• 5.2.3 反饋電路的調(diào)試及分析77-79
• 5.3 主電路調(diào)試及分析79-82
• 5.3.1 同步Buck電路測試及分析80-81
• 5.3.2 半橋逆變電路的測試及分析81-82
• 5.4 頻率跟蹤測試及分析82-86
• 5.4.1 開機(jī)掃頻實(shí)驗(yàn)及分析83
• 5.4.2 運(yùn)行時(shí)頻率跟蹤實(shí)驗(yàn)及分析83-86
• 5.5 功率控制實(shí)驗(yàn)及分析86
• 5.6 陶瓷磨邊實(shí)驗(yàn)與分析86-87
• 5.7 本章小結(jié)87-89
• 結(jié)論與展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文95-97
• 致謝9

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