【摘要】：微弧氧化電源是微弧氧化工藝中至關重要的一環(huán),其輸出特性直接影響著該工藝最終所能取得的金屬表面改性效果。不同的電壓輸出形式擁有各自的優(yōu)勢,但目前常用的微弧氧化電源均為斬波式輸出,輸出形式受限。而PWM逆變電源理論上可以跟蹤輸出任意給定調制波波形,實現多波形輸出。目前,對逆變式微弧氧化電源的研究較少,基于此背景,本課題研制一款輸出參數連續(xù)可調的逆變式微弧氧化電源,并能夠根據工藝要求的不同而輸出多種波形,有助于擴大微弧氧化工藝的應用范圍,進一步優(yōu)化和完善微弧氧化技術。針對電源多波形輸出以及輸出參數連續(xù)可調的要求,提出將全數字控制的直接數字頻率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,DDS)技術與PWM逆變技術結合的實現方案。研究在不對稱規(guī)則采樣下利用DSP產生PWM脈沖波形的方法,推導基于DDS技術的PWM波生成計算公式,給出實現調頻調壓的具體方法。對大范圍變頻過程中電源產生的相位突變問題進行理論研究,在詳細分析DDS技術調頻調壓實現原理及公式的基礎上,闡述其產生的機理,并給出抑制突變的軟件實現方法。針對電源輸出不對稱波形時存在過零振蕩的現象,分析得到其根本原因是輸出濾波器諧振尖峰導致。鑒于此,在合理設計輸出濾波器電感電容參數的基礎上,通過對四種無源阻尼法的傳遞函數和頻率特性伯德圖的分析與比較,選擇并推導效果最好的等效有源阻尼法即電感電流比例反饋控制,完成雙閉環(huán)控制系統的結構設計和參數計算,通過仿真驗證諧振尖峰抑制效果。針對高頻時電源輸出電壓負載調整率大的問題,定量分析系統參數對其影響規(guī)律,提出增加輸出電壓有效值閉環(huán)控制策略來改善輸出電壓負載調整率。設計了三環(huán)控制系統結構和參數,通過MATLAB仿真,驗證所提策略的負載調整率改善效果。在理論分析和仿真驗證的基礎上,搭建了電源實驗樣機,實驗結果驗證了文中所提方案的可行性以及控制策略的有效性,表明所研制的逆變式微弧氧化電源實現了多波形輸出和輸出參數連續(xù)可調的功能,且滿足各項指標要求,具有良好的實用價值。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN86
【圖文】：

圖 1-1 兩級斬波式微弧氧化電源主電路拓撲1.2.2 陰陽極分別獨立調壓式微弧氧化電源陰陽極分別獨立調壓式微弧氧化電源的調壓方式有兩種，分別為逆變調和整流型。兩者的系統結構框圖分別由圖 1-2 和圖 1-3 給出，其各自的組

圖 1-4 兩級逆變式微弧氧化電源主電路拓撲以上就是目前微弧氧化行業(yè)中應用最多的三類電源，盡管主電路結構不盡相同，但在輸出級都是采用斬波方式實現不對稱脈沖輸出的，由于斬波方式的限制，使得輸出形式僅能為單向或雙向脈沖，無法實現不對稱正弦波、饅頭波等其它波形的輸出。這是現階段微弧氧化電源存在的缺點。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 伍婷;龔成龍;王平;;中國微弧氧化技術研究進展[J];熱加工工藝;2015年24期

2 歐陽珂寧;趙景茂;謝雄;付文景;;鎂合金微弧氧化過程中電源模式對顆粒摻雜的影響[J];表面技術;2015年10期

3 鄭喻;牛歡歡;付登昊;;基于比例諧振控制器的逆變控制系統研究[J];電氣開關;2015年05期

4 逄海萍;費洪偉;;DSP基于模型設計的單極性倍頻SPWM波形生成[J];微電機;2015年08期

5 趙新;金新民;唐芬;梁暉;吳學智;童亦斌;;基于改進型比例諧振調節(jié)器的并網逆變器控制[J];電工技術學報;2014年S1期

6 耿乙文;伍小杰;周德佳;徐立華;喬樹通;;基于改進型比例諧振控制器的三相四線制光伏發(fā)電和有源濾波器系統[J];電工技術學報;2013年08期

7 張文娟;;基于比例諧振與重復控制的高性能逆變器研究[J];電氣自動化;2013年04期

8 吳云峰;楊鋼;方樹銘;盧德宏;張?zhí)K;趙偉;;鈦合金微弧氧化影響因素及研究現狀[J];熱加工工藝;2013年08期

9 鮑陳磊;阮新波;王學華;潘冬華;李巍巍;翁凱雷;;基于PI調節(jié)器和電容電流反饋有源阻尼的LCL型并網逆變器閉環(huán)參數設計[J];中國電機工程學報;2012年25期

10 李小成;郝建民;張亞明;陳宏;;電參數對鎂合金微弧氧化膜層生長的影響及耐蝕性研究[J];熱加工工藝;2012年12期

相關博士學位論文 前1條

1 夏伶勤;鋁合金表面掃描式微弧氧化陶瓷膜的制備與形成機理[D];北京交通大學;2017年

相關碩士學位論文 前5條

1 程法嵩;TC4鈦合金微弧氧化成膜機理研究[D];南昌航空大學;2017年

2 陳鑫;可調頻調幅的單相逆變電源控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 張金永;可連續(xù)調頻調幅的數字式不對稱正弦波逆變電源的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

4 侯西正;基于有源阻尼的單相變頻逆變器控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

5 朱榮釗;改善中頻逆變器輸出特性的研究[D];華中科技大學;2011年

本文編號：2760080