【摘 要】
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真空自耗电弧炉是熔炼精密合金及贵重金属的重要设备,其核心部分之一是直流电源。随着全控型电力电子器件的容量不断增加,性能不断完善及应用技术不断突破,开关型直流电源必
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真空自耗电弧炉是熔炼精密合金及贵重金属的重要设备,其核心部分之一是直流电源。随着全控型电力电子器件的容量不断增加,性能不断完善及应用技术不断突破,开关型直流电源必将应用于真空电弧炉系统中。由于传统的晶闸管调压电源和饱和电抗器调压电源存在体积大、效率低、噪音高、输出纹波大、动态响应慢等缺点,传统的模拟控制的高频硬开关直流电源又存在开关损耗高、稳定性差、可靠性及功率密度低等缺点,因此,研制高品质的直流电源模块显得尤为重要。本文通过分析国内外开关电源的研究现状,比较多种主电路拓扑及控制方式,并根据可并联开关型直流电源模块的主要性能指标,确定了系统的总体结构,选取结构简单技术成熟的移相ZVS-PWM DC-DC全桥变换器为主电路,并详细阐述了其工作原理。不但详细设计了电源模块硬件参数,建立了系统的数学模型,而且设计了恒流/恒压控制器、基于虚拟内阻的并联均流方式、基于DSP TMS320F2812的数字化系统控制方案。结合移相全桥软开关技术、数字化控制技术和数字化并联均流技术、设计了可并联开关型直流电源模块,其输出功率为3000A/50V,开关频率为24k Hz。通过Matlab/Simulink搭建了系统的仿真模型,进而搭建了实验平台。通过仿真及实验分析验证了理论分析与方案设计的正确性。
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