本文關(guān)鍵詞：高可靠性的等離子切割電源設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：等離子切割技術(shù)正在不斷發(fā)展,并被廣泛應(yīng)用在制造與加工工業(yè)領(lǐng)域中,單純地提高切割質(zhì)量與效率的目標(biāo),已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求,人們對(duì)等離子切割電源系統(tǒng)的可靠性也非常關(guān)注。本文結(jié)合等離子切割電源系統(tǒng)可靠性的理論,來(lái)指導(dǎo)等離子切割電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。將可靠性的理論引入到等離子切割電源的設(shè)計(jì)中,并分析了不同電路方案的等離子切割電源系統(tǒng)可靠性,主要包括整個(gè)系統(tǒng)的三相整流電路方案與DC-DC變換器的方案。對(duì)比分析了不同電路拓?fù)浞桨傅目煽啃?最終選擇十二脈波不控整流電路作為系統(tǒng)的前級(jí)AC-DC變換電路,選擇移相全橋變換器作為系統(tǒng)的后級(jí)DC-DC變換電路,并指出它們的優(yōu)點(diǎn)以及需要解決的問(wèn)題。參照某型特種等離子切割電源設(shè)備的技術(shù)指標(biāo),包括輸入電流諧波畸變率、輸出電壓等級(jí)等,以及考慮電路拓?fù)涞目煽啃浴１疚牟捎靡环N帶復(fù)合濾波裝置的十二脈波不控整流電路作為整個(gè)系統(tǒng)的整流電路方案。先理論計(jì)算與仿真分析了常規(guī)十二脈波不控整流電路存在總諧波畸變率超標(biāo)的問(wèn)題。然后,為了降低輸入電流的主要次諧波含量,設(shè)計(jì)了LC濾波參數(shù)以及合理配置陷波器的數(shù)目。最終,設(shè)計(jì)了一臺(tái)50kVA的帶復(fù)合濾波裝置的十二脈波不控整流電路。在滿(mǎn)載工況下,輸入電流的THD低于3%,滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)的要求。依據(jù)特種等離子切割電源的功率等級(jí)要求與可靠性的分析結(jié)果,采用移相全橋變換器作為等離子切割電源的DC-DC變換拓?fù)�。先分析了等離子切割電源的工作原理,設(shè)計(jì)了一種雙閉環(huán)的控制策略,仿真結(jié)果表明該策略具有較高的動(dòng)靜態(tài)性能。在軟件設(shè)計(jì)中,有限狀態(tài)機(jī)的軟件控制流程具備較高的可靠性,而且實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單有效。因此,本文采用有限狀態(tài)機(jī)的控制方式設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件部分。最后設(shè)計(jì)了一臺(tái)12kW的等離子切割電源,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了整個(gè)等離子切割電源具備良好的動(dòng)態(tài)性能和較高的工作可靠性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG483

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本文編號(hào)：1292159