【摘 要】
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本课题来源于中科院电工所委托的“高压电子束焊接设备的电源控制系统研发”项目。电子束焊机高压电源主要是用于电子的加速,其性能的好坏直接决定着电子束焊机的焊接质量[2]
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本课题来源于中科院电工所委托的“高压电子束焊接设备的电源控制系统研发”项目。电子束焊机高压电源主要是用于电子的加速,其性能的好坏直接决定着电子束焊机的焊接质量[2]；目前仅有西方少数几个国家能够生产电子束焊机,而且限制出口给其它国家；而国内电子束焊机生产厂家很少,且高压电源系统仍采用400Hz中频发电机组,具有噪声大、电压纹波大、精度低等缺点,不能满足现代工业的实际需要,急需高性能的电子束焊机高压电源进行更新换代。为解决以上问题,通过对现有国内外电子束焊机高压电源系统控制策略的研究,并结合DSP(数字信号处理器)控制技术、现代电力电子技术及电子束焊机高压电源的特点,我们研制了一台60kV/6kW的全数字逆变式电子束焊机用高频高压电源样机。该高压电源样机由DSP、CPLD、IPM等组成,以DSP为控制核心,采用20kHz高频逆变技术,实现了高压加速电源、灯丝加热电源、栅偏电源和聚焦电源的调压、稳流及四套电源协调控制等功能,所有电源参数直接通过触摸屏设定并存储,并具有强大的通信功能,能够实现远程控制和联网操作,具有很强的灵活性,便于系统的升级。该高压电源系统保护功能非常强大,包括高压过压保护、电子束流过流保护、IPM过流保护、过热保护等多达十五个保护,当发生任何故障时,CPLD将所有PWM脉冲封锁,然后将故障信号进行优先编码后传至DSP,并通过触摸屏将故障信息显示出来。我们用研制的电源样机将电子束焊机的原有中频发电机组高压电源系统替代,通过实际焊接实验表明,该电源各项性能指标都达到了设计目标,能满足电子束焊机工艺的精度和稳定度要求。
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