基于变参数PI-ADPLL超声焊接电源的频率跟踪控制

在超声波焊接过程中,由于焊接负载和振动系统温度等的变化使系统固有频率发生漂移,振幅脱离谐振状态.针对这一缺点,采用数字信号处理DSP技术,研究了一种基于变参数PI与全数字锁相环ADPLL相结合的超声焊接电源频率复合跟踪控制策略,即当频率的误差值大于或等于偏差设定的阀值时,采用变参数PI控制,快速准确地将电源工作频率引入锁相范围;当频率误差值小于偏差设定的阀值时,采用ADPLL控制,使超声焊接电源的工作频率精确跟踪换能器的谐振频率.试验结果表明,基于变参数PI-ADPLL控制的超声焊接电源具有频率跟踪性能好、响应速度快、工作效率高等优点.     

一种逆变式超声焊接电源频率跟踪技术

作为一种材料加工方法,超声焊接技术的应用日益广泛.针对超声焊接过程中超声换能器谐振频率发生漂移的问题,提出了一种基于AT89S52单片机、脉宽调制(PWM)型控制芯片SG3525A和数字电位器的逆变式超声焊接电源频率自动跟踪技术.介绍了超声焊接电源主电路和频率跟踪电路的工作原理以及所用器件的功能,并给出了超声焊接电源频率跟踪子程序的流程.与传统电路相比,所设计的频率跟踪电路具有简单、新颖、实用等优点.     

单电源驱动双超声压缩振子的系统研制

传统的单超声电源一般只能驱动单个超声振子,根据实际情况需要,提出了采用单个超声电源同时驱动两个超声振子的新方法。在测试和比较单个超声换能器和双超声换能器的阻抗特性的基础上,进行了基于FPGA的双超声压缩系统的电源设计,设计了电源的硬件电路及以FPGA为核心的控制系统。该控制系统采用最大电流法和相位差法相结合的方法实现频率自动跟踪功能。通过双超声、单超声和无超声压缩生物质的对比实验,验证了该电源能很好地驱动双超声振子有效、稳定地工作,双超声压缩效果优于单超声和无超声压缩。     

一种新型功率超声电源

将先进的电子元器件应用于金刚石拉丝模加工用的超声电源,利用有源功率因数校正技术、谐振原理及锁相环技术等,开发了谐振网络、半桥功率放大器、频率自动跟踪网络。应用结果表明,新型超声电源的电能利用率、加工效率大幅提高,谐波电流分量及由此引起的对电网的污染明显减小。     

超声辅助磨削专用电源的研制

超声辅助磨削要求超声电源具有稳定的高频输出特性及反应迅速的实时跟踪特性。针对传统超声电源工作频率低、输出功率低、跟踪速度慢等问题,利用STM32F103VET6控制器和直接数字频率合成（direct digital synthesize,DDS）技术,设计并实现专用于超声辅助磨削的具有高频率、高功率和高稳定性的超声电源系统,并采用基于模糊PID（proportion,integral,differential）控制器的频率自动跟踪方法,实现快速准确地频率自动跟踪。使用所设计的超声电源进行电学性能测试及超声辅助磨削加工验证试验,结果表明:所研制的超声辅助磨削专用电源在难加工材料磨削加工中运行良好。      

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.     

超声电源频率跟踪电路的改进

介绍了传统频率跟踪电路在超声电源中的应用,简要分析它们存在的优、缺点,对现有的检相电路进行改进,提出了一种由PIC18F458单片机控制和检相电路相结合的频率自动跟踪电路,提高了电源系统的稳定性,实现超声高效加工并获得了良好的加工效果.     

基于锁相环1MHz感应加热电源频率跟踪的研究

针对高频感应加热电源负载参数变化引起固有谐振频率变化,从而导致逆变器效率降低的现象,提出并实现了一种以集成高速锁相环74HC4046为核心,应用于以功率MOSFET为主开关器件的1MHz串联谐振感应加热电源的无相差频率跟踪控制系统中,对电源的输出频率进行实时控制,实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,并就控制系统的相位补偿和起动等问题进行了分析讨论.推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型,并用Pspice进行了仿真分析和实验验证.     

锂电池极片超声波金属焊接机的设计

根据锂电池电极焊接工艺要求,提出了一种基于压电陶瓷纵向振动的机械结构形式,设计了一种全数字化控制的超声波金属焊接机电源系统.该电源系统采用移相PWM数字振幅控制、振幅阶梯输出、可编程的缓启动,自动焊头频率搜索及自动频率跟踪等技术.实际使用证明,该机能快速实现自动频率跟踪、精确振幅控制、完善故障保护.     

超声-电弧复合焊接系统换能器优化设计

研究了超声-电弧复合焊接系统中超声换能器的优化设计方法.根据超声-电弧复合焊接系统工作条件确定了超声换能器整体形式和各部分材料.通过传统解析法推导了超声换能器整体谐振频率方程,求解各部分基础尺寸.利用有限元分析软件ANSYS对解析法设计的超声换能器结构进行了模态分析,研究了前后盖板尺寸对于超声换能器谐振频率的影响并优化...