逆变型电子束焊机高压电源的研究

• 作 者: 张伟亮
• 机 构: 桂林电子科技大学
• 出 处: 桂林电子科技大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 电子束焊机 高压电源 人工界面 仿真建模 信号干扰

随着大规模集成电子器件的出现以及高频逆变技术的成熟,采用中低频率控制技术的电子束焊机高压电源,已经不能满足生产要求,高频电源技术使高压电源变得体积小、响应快、重量轻、效率高、性能更好。为此本文研究了一种高频逆变型电子束焊机高压电源。　　首先,介绍了电子束焊机高压电源的行业标准,举例分析了真空电子管调节方式和中频机组调节方式存在的问题。针对中频机组噪音太大,系统响应慢以及真空电子管体积太大、可操作性差和频率过低造成的滤波电路复杂等问题,提出PWM高频逆变高压电源。　　其次,设计了电容滤波三相桥式整流电路,IGBT逆变电路及直流隔离电路;选择高频变压器的磁芯材料,根据输入输出电压计算相应的变比、原边副边匝数;合理选用高压整流器件,建立高压整流电路;设计了高压电源相关的控制电路如:基准电路,IGBT逆变驱动电路、保护电路等;采用IS0124隔离运算放大器,保证了高压采样反馈信号与输入信号的隔离,解决了输入信号干扰问题;设计了高压放电快速保护软硬件电路,人工智能界面,保证了工作过程的实时监控。　　最后,应用MATLAB进行建模仿真,并在高压电子束焊机上进行高压电源试验,通过对人工界面和高压采样波形的观察与分析,证明逆变型高压电源的设计是合理的。由于设计采用了高频逆变供电方式,使得高压纹波较工频和中频机组供电方式大为减少,大大提高了高压稳定性和焊缝质量。高压电源加速电压稳定度0.8％、束流稳定度0.64%、重复度等均已达到高压电子束焊机的标准。