本文關鍵詞：用于清洗的高頻超聲波電源的研究

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【摘要】：目前市場對工業(yè)清洗的要求越來越高,普通清洗方法很難勝任,而超聲波清洗技術因良好的清洗效果獲得廣泛的關注,特別是高頻超聲技術在精密器件清洗中具有很高的研究價值和廣闊的應用前景,當前國內(nèi)也缺少這方面的研究。超聲波電源是清洗系統(tǒng)中核心部分,其性能的優(yōu)劣往往決定著清洗效果的好壞。本文重點研究和設計了用于清洗的高頻超聲波電源系統(tǒng)。文中首先對本系統(tǒng)所采用的不控整流電路、Buck斬波電路、高頻全橋逆變電路和選擇輸出電路工作原理進行了分析。對換能器等效模型進行阻抗特性分析,選擇串聯(lián)諧振作為系統(tǒng)的工作頻率；通過對三種匹配網(wǎng)絡的研究分析,確定選擇LC型網(wǎng)絡進行調(diào)諧匹配。電源工作時,輸出的電壓電流同相位才能使電源輸出的功率最大,清洗效果才能更好,因此設計了半數(shù)字鎖相環(huán)實現(xiàn)頻率跟蹤,采用D觸發(fā)器辨別頻率變化方向,采用異或門獲得相位差的大小,DSP采集信息并經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后,實時的更新逆變電路的工作頻率以達到頻率跟蹤的目的。利用PSIM仿真軟件搭建頻率跟蹤模型,驗證了控制方法的正確性。本文在理論研究的基礎上設計一臺逆變頻率為770kHz的超聲電源的樣機,并對樣機用到的器件給出了詳細的參數(shù)計算和選型。針對其工作在高頻的環(huán)境下給直流斬波和逆變的驅(qū)動電路設計,并針對系統(tǒng)的需要設計了相應的采樣調(diào)理電路、濾波電路以及多路選擇輸出電路,最后介紹了控制芯片TMS320F28335,簡單的介紹芯片特性和端口分配。最后對所設計的系統(tǒng)進行實驗測試,實際測試中逆變驅(qū)動具有很陡的上升、下降沿,輸出波形良好,頻率能夠?qū)崿F(xiàn)自動跟蹤,輸出電壓電流實現(xiàn)同相位,達到預期的設計目標。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN86

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