本文選題：電解電源 + 移相全橋��； 參考：《北方工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電解電源的功率通常較高,需要給負(fù)載提供較大的電流。電源的優(yōu)劣對電解產(chǎn)物的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。另外電源作為電解產(chǎn)業(yè)的能耗的主要來源,其效率問題直接影響到整個行業(yè)的能源節(jié)約問題。所以高品質(zhì)、高性能電源的研究與開發(fā)成為了電解行業(yè)發(fā)展的趨勢。傳統(tǒng)可控硅整流電解電源因為具有笨重、低效、可靠性差、響應(yīng)慢等缺點逐漸被高頻軟開關(guān)電源代替。高頻軟開關(guān)模塊化電源具有輕便化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效化等優(yōu)點。模塊化電源通常是由幾個或多個電源模塊通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式組合在一起來進(jìn)行供電,由于模塊間的差異性,電源模塊并聯(lián)時存在電流不均衡的問題,串聯(lián)時存在電壓不均衡的問題,為了解決這些問題,本課題主要研究了軟開關(guān)技術(shù)、并聯(lián)均流技術(shù)、串聯(lián)均壓技術(shù),并分別對其進(jìn)行了論述。本課題采用模塊化的設(shè)計思想,研制了單個模塊為36kW的高頻大功率電解電源,其輸出為36V/1000A。首先介紹了電源的基本結(jié)構(gòu),并對ZVS移相全橋軟開關(guān)的基本原理以及實現(xiàn)軟開關(guān)的條件進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了電解電源的主電路,包括主電路的設(shè)計與元器件參數(shù)計算和選型。隨后,建立了移相全橋變換器的小信號模型,進(jìn)而對閉環(huán)控制系統(tǒng)的PI參數(shù)進(jìn)行了整定。通過仿真驗證了其正確性。針對電源模塊間并聯(lián)均流問題,把數(shù)字均流法與最大電流均流法相結(jié)合,設(shè)計出了一種基于CAN總線通訊技術(shù)的最大電流均流法。針對模塊間串聯(lián)均壓問題,采用輸出電壓均壓控制方法來進(jìn)行均壓。對均流和均壓控制的方法通過仿真驗證了其正確性。對電解電源控制電路系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件設(shè)計。硬件部分選擇了TMS320F28035芯片作為其核心控制器,并且設(shè)計了相應(yīng)的采樣、驅(qū)動、保護(hù)電路以及CAN通訊電路等。軟件部分設(shè)計了控制系統(tǒng)基于DSP28035的相關(guān)算法,給出了軟件流程圖。.最后設(shè)計了兩個電源模塊樣機(jī),分別對單個電源和兩個電源的串并聯(lián)進(jìn)行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明所設(shè)計的電源模塊符合設(shè)計指標(biāo)。單個電源模塊實現(xiàn)了電流、電壓的穩(wěn)定輸出,并且實現(xiàn)了軟開關(guān)。兩個模塊之間均壓和均流效果良好。
[Abstract]:The power of the electrolysis power is usually high and needs to provide a large current to the load. The advantages and disadvantages of the power supply play an important role in the quality of the electrolysis products. In addition, the power supply is the main source of energy consumption in the electrolysis industry. The efficiency problem directly affects the energy conservation of the whole industry. So the study of high quality and high performance power supply The traditional SCR rectifier electrolysis power supply is gradually replaced by high frequency soft switching power supply because of its heavy, low efficiency, poor reliability and slow response. The high frequency soft switching modular power supply has the advantages of portable, standardized, efficient and so on. Modular power is usually composed of several or more power modes. When the block is connected in series or in parallel, the power supply is combined in the same way. Due to the difference of the modules, there is a problem of unbalanced current when the power module is in parallel. In order to solve these problems, this topic mainly studies the soft switching technology, parallel current sharing technology and series voltage sharing technology. This topic uses the modular design idea to develop a high frequency and high-power electrolysis power supply with a single module of 36kW. Its output is 36V/1000A. first introduces the basic structure of the power supply, and analyses the basic principle of the ZVS phase shifting full bridge soft switch and the conditions to realize the soft switch. On this basis, the design is designed. The main circuit of the electrolysis power supply includes the design of the main circuit and the calculation and selection of the parameters of the components. Then, the small signal model of the phase shift full bridge converter is set up, and the PI parameters of the closed loop control system are adjusted. The correctness of the closed-loop control system is verified by simulation. A method of maximum current sharing based on CAN bus communication technology is designed. In view of the series voltage sharing problem between modules, the voltage mean voltage control method is used to carry out the mean voltage. The correctness of the method is verified by simulation. The hardware and software of the electric power supply control circuit system are set up. The hardware part chooses the TMS320F28035 chip as its core controller, and designs the corresponding sampling, driving, protecting circuit and CAN communication circuit. The software part designs the control system based on the DSP28035 related algorithms and gives the software flow chart. Finally, two power module prototype are designed, respectively, single power and two. The experimental results show that the designed power module conforms to the design index. The single power module realizes the stable output of current and voltage, and realizes the soft switch. The effect of average voltage and current sharing between the two modules is good.
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

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本文編號：1999014