数字化控制超声波电源的研究资料下载.pdf
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检测技术与自动化装置指导教师:
屈百达20080601摘要摘要近年来,超声波清洗设备因其节省人力、清洁度高和清洗效果好等优点,在越来越多行业得到广泛应用。
本文以超声波清洗机的电源部分为研究对象,通过分析超声波电源的谐振槽路和拓扑结构,选择更适合超声波清洗机的串联型逆变器,并分析了串联型超声波电源的各种调功方式,在对各种功率调节方式分析的基础上,得出在整流侧调功有利于超声波电源频率和功率提高,选择不控整流加斩波器调功方式。
在逆变控制电路的实现中,研究基于DSP的具有最佳死区的频率跟踪控制系统。
用锁相环作为频率跟踪的核心器件,根据死区效应和最佳死区的理论,用DSP实现死区的在线调节。
设计以删S320LF2407A为控制核心的硬件控制平台,包括了采样电路、保护电路、相位补偿电路、驱动等外围电路,在此基础上编制了程序软件。
在分析各种斩波调功方法的基础上,超声波电源采用电压电流双闭环的控制策略,并根据电路系统参数非恒定特性,将模糊控制引入超声波电源的功率调节中。
为实现超声波清洗系统高效率运行,超声波清洗机还必须包括阻抗和调谐两种匹配电路。
阻抗匹配使超声波电源的输出电阻与负载阻抗相一致,调谐匹配使负载呈现纯电阻性,使电路处于谐振状态。
文中就这两种匹配电路分别给出设计方法。
最后,本文还给出了实验结果。
关键词:
超声波电源,串联谐振,数字信号处理,频率跟踪,功率控制,死区AbstractInrecentyears,theUltrasoniccleaningequipmenthasreachedwidespreadapplicationThispaperhasresearchedintohighfrequencyofUltrasonicpowersupplyInthefirstchapter,itintroducesthehistoryandbasicknowledgeofultrasoniccleaning,UltrasonicpowersupplySpresentsituationandthetrendofdevelopmentThebasicprincipalsoftheresonanttankandthetwomaintopologiesareanalyzedindetailThispaperselectstheseriesresonantinverterbecauseitismoresuitabletohigllfrequencypowersupplyandeasytoenhancepowercapacityandenablethepowersupplytoworkonhigherfrequency,whilepowerisregulatedintherectifierSouncontrolledrectifierandBuckchopperconstituteDCcircuitfileselectedasrectifiercircuitInthedesignofinvertercontrolcircuit,thefrequencyself-followingsystemwithoptimaldeadtimebasedonDSPisresearchedThecoreinstrumentoffrequency-followingsystemisthePLLDSPisusedtorealizetheregulatingofdeadtimeonlineThehardwarecontrolsystembasedonTMS320LF2407Aisdesigned,includingsamplingcircuit,protectivecircuit,phase-compensatedcircuit,drivingcircuitandSt)onTheprogramofsystemiscompiledThestrategiesofclosedloopcontrolforUltrasonicpowersupplyandthefuzzycontrolforpowercontrolareintroducedtothepowercontr01ThehardwareandsoftwarerealizationschemearegivenInordertoimprovetheefficiencyofUltrasoniccleaningsystem,theUltrasonicpowersupplyshouldincludetwokindsofmatchcircuitsTheyareimpedancematchcircuitandharmoniOtISmatchcircuitTheimpedancematchcircuitCallcausetheoutputimpedanceofUltrasonicpowersupplytobeequaltotheloadimpedanceTheharmoniousmatchcausestheloadofcircuittopresentthepuresesistanceandthecircuitpresentresonantconditionThispaperhasseparatelygiventhedesignmethodofthesematchcircuitIntheendofthispaper,theexperimentresultsareprovidedKeywords:
Ultrasonicpowersupply,seriesresonant,DSP,frequencytracking,powercontrol,deadtime独创性声明本人声明所呈交的学位论文是誉人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意签名:
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盐邀墨窆导师签名:
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第一章绪论第一章绪论随着现代科学技术飞速发展。
各学科之白】相互渗透,新辨边缘学科不断出现,超声工程学作为-I3新兴的边缘学科在工业生产、卫生保健和航空航天等许多领域中扮演着十分重要的角色。
我国近十年来,对超声技术的应用研究十分活跃,超声工程学按其研究内容,可划分为功率超声和检测超声两大领域。
所选课题数字化控制超声波电源的研究,是功率超声技术的一个重要应用部分“J。
11超声及超声清洗简介超声技术出现在二十世纪初期,是一门以物理、电子、机械及材辩学为基础的通用技术。
近一个世纪的发展表明,它是声学发展中最为活跃的一部分,如今己经渗透到国防建设、国民经济、人民生活和科学技术等各个领域。
超声技术的实现是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。
超声清洗是将被清洗零件浸没在清洗液中,向清沈液辐射超声波,产生空化作用H】,由空化气泡运动产生的微冲击流或由气泡崩塌产生的高强度冲击波,作用于附着在零件表面上以及零件表面微孔、细缝中的污垢,促使这些污垢脱落或加速溶解,从而达到清洗目的。
超声清沈属于功率超声应用,其特点是速度快、质量高、易于实现自动化a相比其它传统清洗方式,超声波清洗显示出巨大的优越性,尤其在专业化、集团化的生产企业中,己逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法。
超声波清洗机工作时产生的声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波很容易将带有复杂外形、内腔和细孔的零部件清洗干净。
对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程,在超声波作用下只需两三分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度也能达到高标准。
这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合,更突出地显示了用其它处理方法难以达到的结果。
经过总结,我们可咀从表卜1中看出超声清洗效果是几种清洗方法中效果最好
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