大功率等离子切割机引弧系统的研究

基于数字信号处理器(DSP)控制,研制了一种应用于大功率等离子切割机的引弧系统,采用工频升压引弧的非接触式高频引弧方式,设计了弧转移控制电路以保证弧转移过程的顺利进行,整个切割机系统以DSP为控制核心,设计了控制流程,使数控系统(主要负责切割轨迹和工艺控制)、割炬高度调节系统、电源控制系统、气路控制系统和引弧系统相互配合,实现引弧和正常的工件切割。现场实验结果表明,该系统具有结构简单,工作可靠稳定,引弧成功率高等优点。     

逆变式等离子切割电源双闭环控制策略

基于逆变式空气等离子切割电源非接触式引弧及切割过程对输出电压电流的控制要求,提出一种具有指令电流前馈的电流外环电压内环的双闭环控制策略,通过建立切割电源的等效数学模型,对双闭环控制系统进行了频域分析与设计.仿真和实验表明:所提控制方法具有响应速度快、超调小、负载适应性强和稳态精度高等优点,克服了传统控制方式下可能出现引弧失败的缺点,极大地提高了切割起弧成功率,并且对切割负载的扰动有很强的抑制能力.     

大功率直流电源的数字控制

介绍了一种已投运的大功率直流电源的数字控制系统,它用多台单片机完成晶闸管整流系统的控制,详细介绍了控制系统的性能、特点以及各控制环节的工作过程。     

新型等离子点火电源的设计

等离子点火作为一项新技术,其节能环保的优点使其成为未来火力发电厂点火燃煤的首选设备.本文介绍了等离子点火系统的点火原理以及系统组成.根据等离子点火系统的用电要求,设计了一种直流电源方案.详细分析了电源系统和高频引弧电路的结构组成和工作原理.阐述了程序设计思路和控制功能的实现过程,采用基于RS485接口的USS协议.实现PLC与6RA70之间的串行通信.通过PLC控制高频引弧电路的投切,能与电源系统很好地配合从而达到了起弧稳弧的目的.现场实验也验证了整套方案的可行性.     

基于DSP新型等离子切割电源的研究

介绍了将非高频引弧技术应用于半桥逆变式空气等离子切割机用电源的方法.设计了以TMS320F2812型DSP为控制器的控制系统,分析了非高频引弧的工作原理,并给出了切割过程详细的工艺流程图.对电源系统进行了建模仿真,搭建样机并进行了验证.     

单片机控制热继电器自动等离子弧焊接系统

采用组装成型－集约加工的加工工艺，以单片机为基的自动完成三根接线杆的等离子弧焊接过程。生产率高，产品合格率高。     

脉冲MIG焊接电源数字控制系统设计

针对模拟控制和单片机控制的MIG焊接电源控制系统灵活性差、控制精度低及可靠性差等缺点,设计了基于32位微处理器(MCF5213CAF80)和FPGA的数字控制系统.介绍了控制系统的整体硬件电路设计方案、采样和A/D转换电路、PWM驱动电路.同时,介绍了FPGA的软件设计和在MCF5213CAF80上的嵌入式操作系统设计.实验结果表明,基于微处理器和FPGA的脉冲MIG焊接电源控制系统动态响应快、可靠性高、弧长控制稳定.     

表面等离子共振传感系统控制电路的设计

根据Kretschmann型表面等离子共振传感系统的需要进行设计,实现基于C51单片机,包括上位机、4×4键盘和1602液晶功能等多种用户交互方式的硬件控制系统。使用C语言编写单片机控制程序,实现键盘和液晶显示操作控制功能,并操作步进电机进而控制传感器入射光角度,还通过串口转RS485控制泵和阀进而精确控制样品的注入。上位机上编写了与单片机通信的Labview串口通信程序,单片机接收处理指令,实现了上位机上的传感器入射光角度控制。提供了全面易用的表面等离子共振传感器系统功能。     

等离子切割机半桥逆变电源的设计

相比全桥逆变式DC-DC变换器,半桥逆变式DC-DC变换器具有结构简单、控制方便和成本低廉的优点,适用于中小功率等离子切割机等应用场合。设计了一种采用半桥逆变式DC-DC变换器、短路引弧、闭环电流控制等特征的等离子切割机逆变电源,兼具有过热保护、过压保护和桥臂电压失衡保护功能,实现了输出电流在35 A~115 A之间连续可调的等离子切割机实物样机。切割工件实测结果表明,基于逆变电源等离子切割机的切割质量达到类激光水平。     

330MW热电联产机组汽包锅炉等离子点火系统技术改造

针对某330MW热电联产电厂原有等离子点火系统存在启不了弧或拉弧运行过程中易断弧等一系列问题进行深入分析研究,结合现场实际对等离子发生器、工艺管道系统、DCS组态及电气控制系统进行优化改造,实践表明改造后的等离子运行可靠性得到了较大的提高,缩短了机组启动并网时间,经济效益显著。     

直流快速断路器灭弧系统的分析

当今国外很多快速断路器制造厂商生产的快速断路器的灭弧室结构形式，已从传统的带有磁吹装置的纵缝灭弧室，改为采用不带磁吹装置的栅片式灭弧室或绝缘钢片灭弧室以及螺旋电弧来弧室等，文章对直流快速断路的灭弧系统，各种灭弧室的灭弧原理及设计灭弧系统中的注意事项了介绍。     

多纵缝灭弧室介质恢复强度的测试与分析

接触器在ＡＣ－４使用条件下的电气寿命与灭弧室的灭弧性能有密切关系。为了快速评价灭弧室的灭弧性能,本文采用以Ｒａｂｕｓ替代法原理研制的测试系统来测量各种结构的多纵缝灭弧室的介质恢复强度。根据测量结果分析了缝数,缝宽,跑弧道结构及吹弧磁场对灭弧室灭弧性能的影响。     

低压开关电器稳态电弧特性的仿真

研究了低压开关电器稳态电弧特性仿真。在磁流体动力学基础上,针对低压断路器简化灭弧室建立了稳态空气电弧等离子体模型,并引入了P1辐射模型进行仿真分析,分析了低压稳态空气电弧等离子体内各项参数的分布。该成果为电弧等离子体动态特性研究提供了帮助。     

限流断路器的混合式灭弧室的研究

研究窄缝灭弧室应用于交流低压限流断路器的可能性，通过栅片灭弧室与窄缝灭弧室限流性能对比，提出一种低压限流断路器的混合式灭弧室，它综合了两个灭弧室性能上的优点，实验证明，这种新型灭弧室的性能优于栅片灭弧室。     

新型混合式灭弧系统在限流断路器中的研究

低压限流断路器是广泛应用于工业与民用的低压电器,它采用多个栅片的灭弧室,利用近极压降将进入到灭弧室中的电弧电压提升到一个较高的值,从而在开断电路的同时还起到对短路电流的限制。目前背后击穿现象降低了开断性能。本文研究了一种将窄缩与栅片配合应用于限流断路器的新型混合式灭弧系统。控制了栅片间金属短弧的金属蒸气喷流,同时削弱灭弧室中热气体的回流。实验证明,新型的混合式灭弧系统不仅有效地抑制了背后击穿现象的     

高频高压交流电源的研制

传统的工频升压高压电源体积和重量均很大且性能差、效率低,此外还对电网注入大量谐波,不适合科研及现代工业应用中的实际需要。为解决以上问题,研究了高频高压交流电源的系统结构及工作原理,采用先进的低压交流电弧技术、高频开关电源技术、单片机控制和阶段式电流保护技术,应用并改进新型电源电路拓扑结构,研制了一种应用于水中产生等离子体的高频高压交流电源。设计高频高压变压器是该电源的难点,对此进行了重点介绍并根据实测数据进行了电源的仿真分析,最后给出了样机的实测电压波形。实验结果表明,设计中应用的新型变换技术较好地解决了预研问题,从而证明了设计的可行性,为进一步完善电源系统提供了充分的依据。该高压电源频率10~30 kHz连续可调,具有体积小、重量轻、系统运行安全及控制方便等优点。     

低压空气电弧动态特性仿真及分析

在计算流体动力学（CFD）商用软件包二次开发的基础上针对低压断路器简化灭弧室,采用磁流体动力学（MHD）理论建立了三维电弧仿真模型.仿真计算结果描述了电弧弧柱收缩、等离了体喷流和电弧形态等相关现象,研究发现磁场、出气口面积的增大可加速电弧运动,但出气口面积到达一定程度后,其大小变化对电弧运动的影响很小,而栅片的存在则对灭弧室气流具有一定阻挡作用.电弧运动的实验结果验证了仿真模型的合理性.     

电弧在多纵缝灭弧室中运动和熄灭的试验研究

以国产ＣＪ２０－４０接触器为研究对象，设计了多种结构的触头灭弧系统，用积分布程法计算了触头区域的吹弧磁场，通过试验得到了电弧在各种结构下的重燃率，研究了在不同的自励吹弧磁场作用下，多纵缝灭弧室的缝宽，缝数对电弧运动和熄灭的影响，确定了ＣＪ２０－４０接触器的最佳触头灭弧系统。     

真空开关电弧图像高速采集系统

针对直流真空电弧强迫分断过程中燃弧时间短的特点,为分析直流真空电弧强迫分断机理,设计了以光电二极管阵列为感光器件、基于FPGA和MCU的高速图像采集系统。采用USB技术实现系统与PC机通信。实验结果表明,该设计采样精度高、速率快,适用于拍摄电弧图像,为后续分析直流真空电弧开断机理奠定基础。     

基于MODELS的工频弧光接地过电压的仿真

弧光接地过电压是中性点不接地系统中危害最大的过电压之一.目前,关于弧光接地过电压的研究大都采用系统仿真,基于工频熄弧理论,通过控制开关的闭合来模拟电弧的熄灭和重燃,观察弧光接地过电压情况.由于电弧的熄灭和重燃具有强烈的统计特性,电弧不一定是在工频过零时熄灭,也不一定是在电压达到最大值时重燃.因此,按一个工频周期来设定开关的开闭时间模拟弧光接地过电压时,模型不够准确.鉴于这种情况,在对弧光接地过电压产生机理深入研究的基础上,提出了一种新的开关控制方法,采用EMTP中的控制系统暂态分析TACS模块和MODELS模块对开关的控制部分进行处理.运用MODELS模块中特定的MODELS语言编写控制程序,输出一个信号作为TACS开关的输入控制信号,当满足给定电压和电流门槛值时,开关便会相应地闭合及断开.不必按一个工频周期来设定开关的开闭时间,提高了仿真模型的精确性.将其应用于10 kV中性点不接地系统及小电阻接地系统的弧光接地过电压的研究,取得了预期效果,具有很好的应用前景.