金刚石拉丝模超声加工自动频率跟踪系统设计

在分析金刚石拉丝模超声加工原理的基础上,讨论了超声频率自动跟踪的必要性,提出了基于模拟锁相环技术的频率跟踪电源系统的设计。通过外围硬件电路检测辨别换能器两端电压和电流信号的相位差方向,控制CD4046锁相环输出频率的大小,使换能器的工作频率始终在谐振频率点。在加载不同长度工具针负载的情况下,对自动跟踪电源系统进行压电阻抗分析测试,实验结果表明,该系统具有良好的频率跟踪性能。     

软开关逆变器谐振过程解耦分析与参数设计

通过对移相控制全桥软开关功率变换器的超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络解耦,从实现超前臂功率器件全负载范围零压软开关的角度,对超前臂谐振网络的工作过程进行了深入分析. 通过理论计算和电路仿真,研究了电源输出电流、谐振电感和电容对超前臂功率器件开关死区时间和损耗的影响规律. 考虑谐振电感的自身损耗,给出了谐振电感和电容参数的设计方法. 在此基础上,通过试验获得了超前臂功率器件的死区时间随输出电流变化的数据以及空载状态下的电压电流波形. 试验数据和波形与理论、仿真分析结果吻合良好.     

基于Matlab压电超声换能器匹配电路的研究

为了使超声振子获得良好的振动效果,必须设计高效的匹配电路。对单个电感、电容的串联和并联匹配电路进行了研究。利用等效电路法推导出匹配电路的阻抗公式,根据该公式,采用Matlab平台仿真得到不同参数的各匹配电路阻抗特性曲线。通过分析阻抗特性曲线得出匹配电路及匹配参数对系统谐振频率、阻抗及机电耦合系数的影响规律。实验结果表明:仿真结果与实验结果一致,所得结论为压电换能器匹配电路的设计提供了理论依据。     

径向振动匹配层换能器的设计参数及模态优化

设计基于匹配层外壳的径向振动换能器,分析匹配层材料、换能器直径、压电振子厚度对换能器模态振型的影响,并结合设计频率下最佳模态振型优化换能器设计参数。结果表明:树脂基匹配层显著提高换能器在空气介质中的发射效率。随着换能器直径减小、压电振子厚度增加,径向振动换能器激振效率提高。优化的换能器直径为100 mm,压电振子厚度为10 mm,在第三阶谐振频率为34 729 Hz时,可实现高效率、高质量振动辅助研磨加工。      

一种磁集成全桥LLC软开关焊接电源

采用绕组绕制在EE型磁芯侧柱上的方法设计高频变压器,通过适当的绕组和气隙设计,使得高频变压器励磁电感和漏感满足LLC谐振电路参数的要求,LLC谐振槽中的两个谐振电感和变压器可以集成在同一磁芯上,减少变换器磁性元件个数,磁集成变换器可以提高效率,提高了变换器功率密度;同时,LLC磁集成焊接电源在整个负载工作范围内,实现原边开关管零电压开通,副边整流管实现零电流关断,降低损耗.在此基础上,研制2.5 kW输出平特性的软开关全桥LLC磁集成焊接电源试验样机.结果表明,磁集成技术提高了系统性能.     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理，对这种弧焊电源进行了设计，并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括：逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感La、电容Ca的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数，对研制的焊接电源进行试验。试验表明，该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括:逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感Ls、电容Cs的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

基于MSP430超声波点焊机频率跟踪控制

针对超声振动系统的谐振频率随负载变化发生漂移的问题,设计了一种基于MSP430控制器的超声波电源.采用电感串联和电容并联的方式实现振动系统的电端匹配;对逆变变压器原边采用串联谐振技术,减小开关损耗;利用MSP430内部ADC获取振动系统的电流和电压相位差的大小,根据鉴相器输出的频偏方向,调整MSP430输出PWM波的占空比,改变TL494输出频率,从而实现频率自动跟踪的闭环控制.试验结果证明,该控制方法具有检测精度高、动态响应速度快、频率跟踪稳定性好.     

一种半桥LLC谐振软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感、谐振电容、附加电感构成半桥LLC谐振变换电路,实现输出平特性的软开关焊接电源.通过对串联谐振电感L_r,串联谐振电容C_r,以及与变压器并联的谐振电感L_m,进行相关的分析和设计,使得变换器在整个负载工作范围内,原边功率开关管实现零电压开通,副边整流二极管实现零电流关断,变换电路降低损耗和干扰,提高了效率,其工作频率可以大大提高,使得电感、电容和变压器等器件的体积重量进一步下降,系统的动态性能也得以提高.论文讨论了其工作原理并制作2.5 kW半桥LLC焊接电源,同时给出相应的试验结果.     

一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器

提出一种峰值电流控制的移相全桥软开关弧焊逆变器,该逆变器的变压器初级串联隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器,利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,饱和电抗器阻止电流的反向振荡,次级电路采用倍流整流方式,整流二极管实现自然换流.变压器次级无需中心抽头,只承担输出电流...     

一种全桥LLC软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感,隔直电容,变压器的漏电感和绕制的附加电感构成全桥LLC变换电路,实现一种平特性的软开关全桥焊接电源.结果表明,在整个负载工作范围内,电路工作在两个谐振频率之间,功率开关实现零电压开通,整流二极管的实现零电流关断;整个电路可以工作在更高的开关频率,功率密度高,损耗小,效率高,特别适合在大功率场合.文中讨论了其工作原理,制作3.2 kW焊接电源,并给出试验结果.     

安装端面对换能器谐振性能的影响

在换能器的设计过程中,用来安装换能器的端面往往被设计者忽视.文章从半波长换能器的等效电路出发,利用机电类比方法,推导出带安装端面换能器四分之一波长振子的输入电导纳的表达式和频率方程,并讨论了安装端面对换能器谐振性能的影响:即随着安装端面长度和直径的减小,换能器的谐振频率下降,要使换能器处在最佳的谐振状态,应根据安装端面的尺寸相应调整前端盖长度;同时按照功率超声振动系统的原理和要求,设计了一套复合纵向换能振动装置,并依据研究结果设计制作了超声换能器,结果表明换能器在设计频率下工作正常,验证了设计的正确性.该研究结果为换能器优化设计和使用提供了理论依据.     

热超声键合压电换能器的动力学特性

基于有限元方法和试验测试,研究了芯片封装用压电超声换能器的动力学特忡。借助ANSYS压电耦合和非线性接触分析功能,对换能器自由和约束状态下的振动特性进行了分析。探讨了超声能量在空间域、时域和频域的传递规律。由模态分析得到换能器的振动形式,通过谐响应分析提取其在正弦电压激励下的振动信息,经瞬态分析获得换能器的瞬态响应。结果表明,螺栓径向尺寸和预紧力影响换能器的模态分布和动态特性,压电晶堆加载电压的频率影响超声能量传递特性。通过键合试验考察了焊点质量与螺栓径向尺寸的关系。分析和试验结果为换能器设计和键合工艺优化提供了指导。     

高效节电电弧放大器电路及应用

电弧放大器主要由主磁路铁心、活动铁心、绕组、电容器等组成.电弧放大器电路是弧焊变压器、电弧炉变压器、电弧切割等设备的换代电路,具有节电、增强电弧燃烧、结构简单、造价低、易维护等特点.采用本电路的弧焊变压器、电弧炉变压器以及其他设备,其变压器空载输入电流可以设置为零.二次侧输出绕组能输出两种特性的电压,且在同一端输出,同时具有互补协调的运行功能:二次侧输出绕组的强输出电压;并联铁磁谐振电路的输出电压,串、并联铁磁谐振电流控制电弧燃烧稳定性,它是增强电弧燃烧、节电、稳定输出功率的控制源,综合最佳节电可达40%以上.     

高频精密输送振子多驱动源激振幅值一致性实验测试

基于压电驱动原理,提出用于物料振动精密输送装置的高频压电输送振子。剖析高频压电振子输送机制,制作了压电输送振子。通过实验,对压电输送振子激振体采用多驱动源进行驱动输送振幅一致性进行测试分析,结果表明:在同一测试条件下,驱动电压为120 V时,4组驱动源压电陶瓷片单个激振谐振频率分别为34. 761、34. 759、34. 760和34. 760 k Hz,示波器电压峰-峰值分别为22. 4、22. 6、22. 4和22. 4 V。4组驱动源激振频率和电压变化波动很小,对压电振子输送性能几乎没有影响。驱动源单独激振时压电振子输送幅值基本保持一致,为物料振动输送装置高频压电振子激振源的设计提供了参考。     

基于LC谐振变换器的电子束焊机高压电源

针对传统电子束焊机高压电源频率低,变压器体积、质量大的问题,利用LC谐振变换器,实现功率管的软开关,提高逆变器电路的工作频率,达到减少变压器体积、质量的目的。软开关技术避免了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,并减少开关损耗。分析LC谐振变换器的工作原理,采用BUCK电路调节母线电压的方式,避免LC谐振变换器在负载较轻调频很难改变电压的缺点。通过调试电子束焊机高压电源,分析试验参数,验证设计的合理性。     

基于DSP控制的超声金属焊接电源

为了进一步提高超声金属焊接的可靠性与稳定性,针对现有模拟超声焊接电源频率跟踪性能差、焊接过程振幅不可调的缺陷,文中提出了基于数字信号处理器(DSP)控制的超声电源方案.通过采集压电换能器两端电压、电流相位差,利用增量式PI控制算法实现了焊接过程的频率跟踪;采用脉冲宽度调节的方式实现了焊接过程超声振幅大小的调节.结果表明,采用数字控制的超声电源,实现了焊接过程振幅的连续可调;负载突变时,0.32 ms时间内可以实现频率跟踪过程.     

小电流脉冲TIG弧的谐振现象及其交流阻抗特性分析

采用直流叠加高频正弦的方法对小电流TIG弧的交流阻抗特性进行了研究,发现随频率的增大,电弧阻抗的模量先增大随后又减小;而其复角随频率的增大持续减小,在模量的最大值减小为零,很显然,电弧阻抗存在谐振点.经过对不同频率的激励电流和响应电压进行数据分析,得到了小电流TIG弧的高频动态阻抗电路模型以及传递函数.应用数学分析软件...     

微电脑在超声抛光机上的应用

超声抛光机采用微计算机控制,其作用、优点如何,本文拟作初步介绍。在模具抛光的过程中,工况不断地发生变化,因此,对超声波抛光机的谐振频率,负载阻抗等参数的变化能否给以迅速准确的定量的判断和调节,就决定了机器(包括换能器和工具头)能否随时处于较佳以至于最佳的工作状态。由于超声波工作时,整个振动系统的谐振频率的带宽比较窄,因此为满     

基于DSP的串并联谐振逆变器研究

针对串并联谐振拓扑电路结构的特点,用PSPICE软件仿真了电路在容性负载和感性负载时开关管续流值的大小,通过仿真可知,改变谐振电路的参数能够减小开关管的续流,提高功率因数,进而减少了开关压力和电磁干扰,为负载提供了一个稳定的、高品质的高频交流电,利用DSP芯片做试验验证了该方法的正确性.