本文關鍵詞：節(jié)能型電加工脈沖電源研究

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【摘要】：脈沖電源作為電加工機床系統(tǒng)的重要組成部分,是影響電加工工藝指標的重要因素之一。傳統(tǒng)電加工脈沖電源電能利用率和加工效率低的原因主要是以高功率的陶瓷電阻作為其放電的限流電阻。因此,以“綠色化”、“智能化”節(jié)能型電加工脈沖電源是未來電加工技術的新的發(fā)展方向。本文在深入研究電加工原理及特點的基礎上,分析了雙直流供電脈沖電源主電路存在的缺點和不足,給出一種分別利用起弧網絡、低壓大電流斬波電路結構,改善了原電源主電路的工作條件。文中詳細分析了該節(jié)能型電加工脈沖電源的工作原理及其各個階段的工作模態(tài),同時分析和設計了此脈沖電源主電路的主要元件參數。針對節(jié)能型電加工脈沖電源的技術指標要求,給出了脈沖電源的硬件設計方案,此方案在雙直流供電脈沖電源的基礎上,引入了起弧電容回路,主電路將原有雙直流供電脈沖電源中的開關電源通過可調直流電源對充電電容充電代替,高壓起弧部分通過電容放電來完成。脈沖電源控制系統(tǒng)采用Microchip公司PIC系列微處理器作為系統(tǒng)核心控制器件,分別對主脈沖回路、起弧開關回路、主開關驅動回路、調壓電路等進行了系統(tǒng)設計。在脈沖電源軟件設計方面,利用模塊化的編程方法完成了控制系統(tǒng)軟件程序的設計。最后通過研制的電加工脈沖電源實驗樣機,驗證了該電源拓撲結構的正確性。經實驗測試,所設計的節(jié)能型電加工脈沖電源解決了雙直流供電脈沖電源中起弧電路存在的不足之處,改善了起弧電路中功率管的工作條件,完全實現了起弧功率管零電流開關,提升了電源的電能利用效率和電源系統(tǒng)可靠性。
【關鍵詞】：脈沖變換器 斬波 起弧回路 軟開關 節(jié)能
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN86;TG661
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 電加工簡介8-9
• 1.1.1 電加工原理8-9
• 1.1.2 電加工的加工特性9
• 1.2 電加工脈沖電源概述9-10
• 1.3 電加工脈沖電源研究現狀10-12
• 1.4 課題研究的目的及意義12-13
• 1.4.1 研究目的12-13
• 1.4.2 研究意義13
• 1.5 本課題的主要研究內容13-14
• 2 節(jié)能型電加工脈沖電源原理分析及研究14-21
• 2.1 節(jié)能型電加工脈沖電源技術指標14
• 2.2 核心處理器的選型14-15
• 2.3 脈沖電源實現方法15-16
• 2.4 電加工脈沖電源原理16-18
• 2.5 節(jié)能型電加工脈沖電源各模態(tài)分析18-20
• 2.6 本章小結20-21
• 3 脈沖電源系統(tǒng)總體設計21-33
• 3.1 主脈沖發(fā)生電路設計22-24
• 3.1.1 PWM脈寬調制模式22-23
• 3.1.2 主脈沖信號發(fā)生電路設計23-24
• 3.2 功率開關管MOSFET驅動電路設計24-25
• 3.2.1 起弧開關Q1驅動電路24-25
• 3.2.2 主開關管Q2驅動電路25
• 3.3 調壓電路25-26
• 3.4 恒流電路26-27
• 3.5 人機接口電路27
• 3.6 緩沖電路設計27-28
• 3.7 脈沖電源主要元件參數設計28-30
• 3.8 電路的抗干擾設計30-31
• 3.8.1 干擾的來源30-31
• 3.8.2 抑制干擾的措施31
• 3.9 本章小結31-33
• 4 脈沖電源控制系統(tǒng)軟件設計33-45
• 4.1 節(jié)能型電加工脈沖電源系統(tǒng)軟件總體設計33-34
• 4.2 控制系統(tǒng)子模塊軟件設計34-40
• 4.2.1 PWM脈沖生成程序設計34-36
• 4.2.2 串行通訊軟件程序設計36-37
• 4.2.3 D/A數模轉換模塊程序設計37-38
• 4.2.4 鍵盤掃描模塊程序設計38-39
• 4.2.5 顯示功能程序模塊設計39-40
• 4.3 IPCS通信協議40-44
• 4.3.1 系統(tǒng)構成40-41
• 4.3.2 主單元簡述41-44
• 4.3.3 主單元工作流程44
• 4.4 本章小結44-45
• 5 實驗結果及分析45-48
• 5.1 脈沖電源實驗樣機45
• 5.2 起弧開關管Q1、主開關管Q2輸出波形分析45-47
• 5.3 本章小結47-48
• 6 總結與展望48-50
• 6.1 研究總結48
• 6.2 展望48-50
• 參考文獻50-54
• 碩士研究生階段發(fā)表論文及研究成果54-55
• 致謝55-56
• 附錄56

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本文編號：587820