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.     

超声振动辅助电弧加工复合电源的研究

从超声振动辅助电弧加工原理出发,通过对脉冲电源结构、超声发生结构的分析,将二者可共用的整流及控制部分结合,并利用模块化的方法分别对整流电路、超声电源主电路、脉冲电源主电路等关键模块进行设计,提出了能满足特种加工技术要求的复合电源,从而为复合电源理论提供技术及实验支持。     

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。      

谐振型电火花加工脉冲电源的研究

分析了限制电火花加工脉冲电源高频化的因素，利用并联谐振软开关技术和高速功率MOSFET器件，设计了一种新型电火花加工脉冲电源，对这种新型电源的工作原理进行了探讨与分析。     

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。     

超声发展历程及其典型装置

本文通过对超声加工这种特种加工方法发展历程的回顾,总结了超声加工一些独有的特点及其具体分类,并在此基础上对一维超声的典型加工结构进行了实例分析,对其加工原理进行了简明的阐述。而后,对二维谐振超声和二维非谐振超声的常用发生装置进行了详细的说明,对这两种加工方法的显微过程和理论依据进行了概述,最后分析了影响加工速度的一些因素。     

基于FPGA双超声振子频率跟踪技术的研究

为解决传统单超声、无超声生物质压缩技术的不足,提出了利用单个超声电源同时驱动两个超声振子的新方法,即双超声同步压缩生物质技术。结合单超声振子谐振特性,在分析双超声振子谐振特性的基础上,得出双超声振子并联后的谐振特性可等效为单超声振子的谐振特性。采用基于FPGA的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,设计了电压电流相位采样电路和电流大小采样电路。通过双超声同步压缩生物质实验,验证了该频率跟踪方式的有效性。     

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.     

基于Mindlin理论的新型模式转换超声振动系统设计与研究

基于波的纵振动理论和Mindlin厚板弯曲振动理论,设计研究了由三段复合变幅杆、中厚圆盘、大尺寸圆筒组成的新型模式转换超声振动系统.对所设计的振动系统进行数值计算和有限元模态和谐响应分析,同时研究各几何参量对振动系统谐振频率的影响规律,并通过实验进行测试.结果表明:设计结果和有限元分析及测试结果之间的误差较小;系统谐振频率随着圆盘厚度的增加而增大,随着变幅杆大小端半径的增加而增加;随着变幅杆各段长度、圆管段高、内径的增大而减小.研究结果验证了所建立的新型超声振动系统谐振频率方程的正确性,所设计系统的结构合理、振动效果良好,为谐振频率的修正提供了依据,也为超声辅助加工技术特别是硬脆材料曲面的高精度加工提供了一种新型超声振动系统.     

超声振动复合微细电火花加工微小孔试验研究

微小孔加工时的放电间隙较小,排屑、消电离状态差,放电效率低,直接影响加工效率和电极损耗;超声振动可改善排屑、消电离状态,能提高放电效率。将超声引入微细电火花加工,通过工件的超声振动,进行超声功率、小孔孔径、脉冲频率的微小孔电火花加工工艺试验研究,结果表明:加工不同孔径时,超声功率及电源频率都存在一个最佳值;加工条件合适时,超声复合微细电火花加工优于常规微细电火花加工。     

大型电子束轰击炉束功率控制系统的设计

大型电子束轰击炉的加速电源采用六相十二脉波全波整流和开环控制时,可通过控制电子束流自动伺服加速电压反向变化来稳定熔炼功率。针对电子束发射过程的复杂性,采用一种新型智能控制器--九点控制器设计了电子束功率稳定控制系统。电网电压有±10%变化,熔炼功率调节范围为30%～100%额定功率,电子束功率的稳态偏差<4%;电网电压短时有20%降落,额定功率熔炼时,电子束功率的动态降落<10%。运行结果表明,控制系统的稳态和动态性能指标都满足了熔炼工艺要求,且加速电源运行效率高,对电网谐波污染少;控制系统在保证控制精度的同时,具有较好的稳定性和鲁棒性。     

等离子喷涂能量传递特征及其高效电源研究

分析了等离子喷涂的能量传递特征;根据等离子喷涂对电源的具体要求,提出了新型大功率软开关逆变电源并对其性能及能源效率问题进行了实验研究.研究分析表明,该电源具有优良的性能和较高的效率,能够很好满足等离子喷涂的工艺需求.     

旋转超声加工非接触供电模型研究

针对旋转超声加工非接触供电的互感模型和T型模型,结合换能器进行了理论分析和实验研究,并参考非接触供电在其他方面的应用,提出了一种新的适合旋转超声加工的非接触供电模型及其匹配方式,无需考虑耦合系数及原副边线圈间隙过大的问题,具有供电模型简洁、匹配方式简单的优点。根据对比研究的结果搭建了专门的硬件电路,超声压缩实验结果证明了所述模型的可行性和可靠性。     

一种新型高效节能电火花加工脉冲电源的研究

将先进的电力电子器件应用于电火花加工脉冲电源,改变了传统电火花加工脉冲电源参数选择的理念,提出了从根本上改变电源结构的一种新思路.此电源适用于加工不同的材料,可提高脉冲电源的能量利用率和加工效率,降低能耗.     

新型能源自给式管道机器人的原理设计与研究

管道机器人可以对管道进行低成本高效率的检测和维护。目前的管道机器人受到能源供给的限制,不能长时间远距离进行工作。本文以新型无缆管道机器人的能源供给方式为基础,详细论述了新型能源自给式管道机器人总体结构设计,发电蓄能部分结构设计、支撑轮组件的设计和导向机构设计,这些设计为建立新型能源自给式管道机器人的模型并进行速度控制奠定了基础。     

功率超声对铝熔体作用机理研究

研究了在一定超声参数条件下,功率超声对高温铝熔体凝固过程的影响.通过与常规铝锭粗大的柱状晶对比,在高温铝熔体中加入功率超声,能使铝锭晶粒细化,组织分布均匀,铝锭微观晶粒组织表现为细小的等轴晶.着重论述了空化效应及其产生的高温高压理论,从而讨论了局部高温高压在铝熔体凝固过程中引发的各种效应和动力学问题,并从空化效应、声流效应和力学效应等方面,探讨了功率超声对高温铝熔体凝固过程中的作用机理.通过对铝锭组织结果分析总结出,功率超声对高温铝熔体凝固过程是多种效应综合作用的结果,这为功率超声有效应用于铸造提供一定的理论基础.     

动态无功功率补偿装置在大口径直缝焊管生产线的应用

介绍了巨龙钢管有限公司大口径直缝钢管生产线低压无功补偿系统的设计和技术选型。实践表明,通过对低压电网进行无功功率补偿,既可减少电费支出,又能明显提高低压电网的供电质量,同时也可提高钢管生产的稳定性。     

功率反馈式闭式液压泵、液压马达系统研究

对闭式系统中泵、马达之间的功率匹配进行了研究.在系统中采用了功率反馈的形式,提高了使用效率,降低了装机功率;系统中的变速箱能够实现不同转速的泵、马达的正常工作;换向补油装置则能保证泵、马达在换向工作下的正常补油,同时也解决了闭式系统中常见的发热及过滤等问题.     

基于CPLD的钛合金电火花加工脉冲电源的研究

设计一种以CPLD作为脉冲发生器的电火花加工脉冲电源.利用CPLD产生两种模式脉冲波形,即等电流脉宽模式和等电压脉宽模式,设计了脉冲发生单元和功率转换电路,并用该脉冲电源对钛合金进行加工试验.通过对比两种脉冲模式加工钛合金的效率,发现等电流脉宽模式加工钛合金效率较高.     

基于BP神经网络和遗传算法的大功率脉冲电源优化设计

短电弧脉冲电源的性能指标对短电弧加工工件工艺性有着十分重要的影响.文中通过建立脉冲电源的Matlab仿真模型,利用模型仿真数据对电源神经网络模型进行训练,结合基于目标加权法的遗传算法对电源参数进行优化,指导短电弧样机电源参数的修改,并进行了启动性试验和负载突变试验.结果表明,采用BP-GA算法优化的短电弧电源不仅可以减少了系统调试时间、节约调试和试验成本,并且具有输出电压平稳,受外界干扰小,响应速度快等优点.