收藏本站
《江南大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

动态匹配换能器的超声波电源控制策略

翁洁知  
【摘要】: 超声波电源广泛应用于超声波加工、诊断、清洗等领域,其负载超声波换能器是一种将超音频的电能转变为机械振动的器件。由于超声换能器是一种容性负载,因此换能器与发生器之间需要进行阻抗匹配才能工作在最佳状态。串联匹配能够有效滤除开关型电源输出方波存在的高次谐波成分,因此应用较为广泛。但是环境温度或元件老化等原因会导致换能器的谐振频率发生漂移,使谐振系统失谐。传统的解决办法就是频率跟踪,但是频率跟踪只能保证系统整体电压电流同频同相,由于工作频率改变了而匹配电感不变,此时换能器内部动态支路工作在非谐振状态,导致换能器功率损耗和发热,致使输出能量大幅度下降甚至停振,在实际应用中受到限制。所以,在跟踪谐振点调节逆变器开关频率的同时应改变匹配电感才能使谐振系统工作在最高效能状态。 针对按固定谐振点匹配超声波换能器电感参数存在的缺点,本文应用耦合振荡法对换能器的匹配电感和耦合频率之间的关系建立数学模型,证实了匹配电感随谐振频率变化的规律。给出利用这一模型与耦合工作频率之间的关系动态选择换能器匹配电感的方法。经过分析比较,选择了基于磁通控制原理的可控电抗器作为匹配电感,通过改变电抗控制度调节电抗值。并给出了实现这一方案的电路原理和控制方法。 最后本文以DSP TMS320F2812为核心设计出实现这一原理的超声波逆变电源。实验结果表明基于磁通控制的可控电抗器可以实现电抗值随电抗控制度线性无级可调,由于该电抗器输出正弦波,理论上没有谐波污染。具体采用复合控制策略,稳态时,换能器工作在DPLL锁定频率上;动态时,逐步修改匹配电抗大小,搜索输出电流的最大值,再结合DPLL锁定该频率。配合PS-PWM可实现功率连续可调。该超声波换能系统能够有效的跟随最大电流输出频率,即使频率发生漂移系统仍能保持工作在最佳状态,具有实际应用价值。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB552

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张善理;基于DSP的大功率数字化超声波逆变电源[D];江南大学;2011年
2 黄凯;基于神经网络的动态匹配超声波铸造电源的研究[D];中南大学;2011年
3 马孟喜;基于遗传算法的铝板带铸轧超声波电源研究[D];中南大学;2011年
4 韩猛;基于DSP的全桥移相超声波电源研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 罗成刚;提高高集成度激光陀螺抖动效率方法的研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 王宸;铝合金铸造用超声波电源的研究与设计[D];中南大学;2010年
7 杨洁;基于AVR单片机的超声波电源的研究[D];武汉理工大学;2012年
8 卢斌;超声波换能器谐振频率跟踪方法研究[D];重庆大学;2012年
9 柳明;上位机监测下的多路超声波电源系统的研究与设计[D];武汉理工大学;2013年
10 林靓;超声波除垢器驱动电源研究[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周腊吾,徐勇,朱青,朱英浩;新型可控电抗器的工作原理与选型分析[J];变压器;2003年08期
2 牟宪民;王建赜;纪延超;魏晓霞;;可控电抗器现状及其发展[J];电气应用;2006年04期
3 东栋;;超声电源换能振动系统的阻抗匹配研究[J];电气应用;2006年09期
4 张国安;李桂祥;项建涛;;移相全桥式IGBT超声波电源的研制[J];电源技术应用;2002年05期
5 惠晶,臧小惠,蔡爱军;基于DPLL的高频逆变电源建模与研究[J];电力电子技术;2005年05期
6 余晓建;刘建政;沈永林;;升压PS-PWM控制器的分析与设计[J];电力电子技术;2006年05期
7 翟伟翔;白焰;翟玲玲;;智能化功率超声电源的研制[J];电力电子技术;2006年06期
8 简盈,王跃科,潘仲明;超声换能器驱动电路及回波接收电路的设计[J];电子技术应用;2004年11期
9 滕旭东;傅友登;王弘辉;;基于数字PWM的新型超声波清洗电源的研制[J];电子技术应用;2007年09期
10 董惠娟,张广玉,董玮,蔡鹤皋,张其馨;压电超声换能器电端匹配下的电流反馈式频率跟踪[J];哈尔滨工业大学学报;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 温俊杰,李荐;超声波强化冶金过程研究进展[J];四川有色金属;2002年04期
2 周娟利;党智乾;;基于自调整模糊控制的直线电机矢量控制系统[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
3 黄文军;李义;;视频矩阵控制台电源的代换维修[J];安防科技;2010年09期
4 刘灵芝;;基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年03期
5 吴江;;基于UCC3895的新型通信AC-DC变换器的设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年02期
6 张吉亮;;谐振技术的应用研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年02期
7 袁一鸣;江明;;基于TMS320LF2407A的电力逆变器研制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
8 陶玉贵;余红英;喻洁;;基于DSP和ISP1581的USB数据采集系统设计[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2011年03期
9 普平贵;;光伏控制器新型充电管理模式研究[J];阳光能源;2011年04期
10 陈小莉,钟生海;MATLAB在光学实验中的应用[J];安康师专学报;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 傅尧;潘博;郑百祥;;基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
2 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
3 陈艳;吴熙;王亦红;陆静;朱熀秋;;基于LQ最优控制策略的交流混合磁轴承控制系统研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 阮晓钢;刘江;狄海江;李欣源;;两轮自平衡机器人设计及LQ控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 张维煜;阮颖;嵇尚华;孙晓东;朱熀秋;;交流混合磁轴承变刚度系数分析与控制系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
6 黄波;林健;;直接转矩控制在拖动技术中的仿真与分析[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
7 徐肖伟;马仪;李小健;李秉睿;;35kV超导限流电抗器直流系统动作特性测试[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
8 徐肖伟;马仪;李小健;李秉睿;;35kV超导限流电抗器直流系统动作特性测试[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
9 王海涛;熊伟;李中华;;气体增压器充气过程动态仿真研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 张谷勋;;全面推动我国电除尘器(ESP)电源的高频化进程[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗清林;抗强振动干扰数字涡街流量计信号处理方法研究与低功耗实现[D];合肥工业大学;2010年
2 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
3 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
4 钱军;考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2010年
5 田军;多绕组变压器式可调电抗的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
6 吴晓刚;基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
8 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
9 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
10 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 李义辉;超声无磨料内圆抛光声学系统及抛光工艺研究[D];河南理工大学;2010年
3 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
4 刘义付;二维超声无磨料抛光声学系统研究[D];河南理工大学;2010年
5 王磊;继电保护测试仪检定装置的研究与实现[D];南昌航空大学;2010年
6 袁铭;基于TOA无线定位算法的超声红外电子白板系统设计[D];南昌航空大学;2010年
7 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
8 王公旺;高压带电作业机器人运动控制系统的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
9 赵航;开关型YAG脉冲激光电源系统的研究[D];长春理工大学;2010年
10 赵鹏;半导体激光器智能化电源设计[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋日鹏;李晓谦;张立华;胡仕成;刘荣光;;施振功率与温度对工业纯铝凝固组织的影响[J];北京科技大学学报;2008年11期
2 李晓谦;蒋日鹏;张立华;胡仕成;刘荣光;;超声施振深度和冷却方式对纯铝凝固组织的影响[J];北京理工大学学报;2008年04期
3 刘修泉;曾昭瑞;黄平;;高频变压器的设计与实验研究[J];变压器;2009年03期
4 闫其年;王旭;班燕东;王路强;陈伟龙;;简易超声水听传感器的设计与制作方法[J];传感器与微系统;2010年11期
5 李新涛;高学鹏;李廷举;李喜孟;金俊泽;殷国茂;;连铸过程中超声细晶技术研究[J];稀有金属材料与工程;2007年03期
6 顾和荣,陈秀君,杨丽君;新型PWM控制电抗器及其在无功补偿中应用[J];燕山大学学报;2004年06期
7 李荣武;AD637集成真有效值转换器[J];电测与仪表;1991年03期
8 李振民,刘事明,张锐;IGBT驱动及短路保护电路研究[J];电测与仪表;2002年06期
9 叶林;周弘;张洪;张杰;;相位差的几种测量方法和测量精度分析[J];电测与仪表;2006年04期
10 魏守水;;压电驱动中的串联电感匹配技术[J];电工技术学报;2006年10期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 汤建勋;机械抖动激光陀螺抖动偏频系统的研究与设计[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
2 马维金;轧机自激振动诊断与结构动力学修改[D];太原理工大学;2006年
3 何桂春;超声波矿浆粒度检测的非线性建模研究[D];北京科技大学;2006年
4 张庆华;高集成度激光陀螺小型化高压电源与抖动剥除技术的研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾武;用于金属密闭容器的超声通信系统研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张善理;基于DSP的大功率数字化超声波逆变电源[D];江南大学;2011年
3 苗洋;基于ATmega16的气动发动机电控系统设计[D];大连理工大学;2011年
4 徐勇;超声辅助电火花沉积装置及工艺研究[D];广东工业大学;2011年
5 翟伟翔;智能化大功率超声电源的研制[D];华北电力(北京)大学;2002年
6 江洪;野葛异黄酮的提取及其超声强化研究[D];浙江大学;2004年
7 张策;高精度铝及铝合金板带材工程设计与研究[D];西安建筑科技大学;2004年
8 王辉;频率跟踪、恒功率超声波清洗机的研究与实现[D];河北农业大学;2004年
9 张树彩;超声电火花线切割复合加工的研究[D];大连理工大学;2005年
10 梁英;一种新型超声波电源的研究设计[D];西北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李文江;吴威;韩阳;董铁鑫;;基于DSP的数字化超音频感应加热电源研究[J];电力电子技术;2012年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 罗杰;杜贵平;张波;;输出电压占空比可调的锁相电路研究[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 肖智;基于BP神经网络的巨型模锻液压机同步控制系统研究[D];中南大学;2012年
2 朱毅;基于嵌入式的多模空口信息采集系统的研究[D];北京邮电大学;2013年
3 周益驰;CTCS应答器信号与报文检测仪—控制主板软硬件设计[D];电子科技大学;2013年
4 王立志;基于超声调制的微细电火花线切割脉冲电源研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜生,晏雄;改善超高分子量聚乙烯纤维粘合性能的研究[J];玻璃钢/复合材料;2004年03期
2 尹克宁,杨辛华,樊建堂;可连续调节电抗值的新型消弧线圈[J];变压器;1994年03期
3 王菊香,赵恂,潘进,尹新方;超声电解法制备超细金属粉的研究[J];材料科学与工程;2000年04期
4 顾和荣,陈秀君,杨丽君;新型PWM控制电抗器及其在无功补偿中应用[J];燕山大学学报;2004年06期
5 张贵锋,李永兵,王士元;EXB841的自身保护及驱动电压的调整[J];电焊机;2000年02期
6 李春旭,李德武,张学红;软开关弧焊逆变电源全桥移相控制电路设计[J];电焊机;2004年S1期
7 张梅,侯振程,漆小龙;一种新型超声波电源[J];电力电子技术;1999年04期
8 惠晶,蔡爱军,沈锦飞,吴雷;新型ZCS-PLL控制的大功率逆变电源的研究[J];电力电子技术;2004年06期
9 毛鸿,吴兆麟,候振程;感应加热电源无相差频率跟踪控制电路[J];电力电子技术;1998年02期
10 刘虹,尹忠东,陈柏超,陈维贤;新型可控自动消弧成套装置的应用研究[J];电力系统自动化;1998年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 赵志强;磁阀式消弧线圈自动控制的研究[D];华北电力大学;2001年
2 冯桥;交流可控电抗器磁场的数值分析与控制电路设计[D];浙江大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈柏超,田翠华,梁柏华,王庆春;单相可控电抗器的一种谐波抑制原理及实现[J];中国电机工程学报;2002年03期
2 陈晓国,黄硕,陈柏超;可控电抗器负载特性试验方法[J];华中电力;2003年01期
3 牟宪民;王建赜;纪延超;魏晓霞;;可控电抗器现状及其发展[J];电气应用;2006年04期
4 周丽霞;尹忠东;张华;郑立;;可控电抗器及其谐波抑制的研究[J];现代电力;2006年02期
5 周勤勇;郭强;卜广全;班连庚;;可控电抗器在我国超/特高压电网中的应用[J];中国电机工程学报;2007年07期
6 牟宪民;王建赜;胡泰;纪延超;;新型单相低谐波饱和式可控电抗器[J];电力自动化设备;2007年07期
7 张素丽;王建赜;牟宪民;纪延超;;新型低谐波直流可控电抗器[J];电力系统及其自动化学报;2008年01期
8 姚尧;陈柏超;田翠华;;超高压可控电抗器抑制内过电压及潜供电流[J];吉林大学学报(工学版);2008年S1期
9 张宇;陈乔夫;程路;季方;;基于磁通补偿的高压大容量可控电抗器[J];电工技术学报;2009年03期
10 谢妍;李牧;;特高压电网中可控电抗器的应用研究[J];电力学报;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾和荣;赵清林;张纯江;;基于高频斩控原理的可控电抗器[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
2 张建兴;王轩;雷晰;邓占锋;;可控电抗器综述[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年
3 刘忠君;白保东;朱可晴;;可控电抗器附加损耗的三维有限元分析计算[A];第九届沈阳科学学术年会论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2012年
4 张毅;宋萌;曹昆南;王达达;束洪春;;高漏抗超导可控电抗器工作原理仿真分析[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
5 王龙;曹昆南;王达达;宋萌;胡南南;张毅;李晓龙;;高漏抗超导可控电抗器工作原理分析[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
6 张毅;宋萌;曹昆南;王达达;束洪春;;高漏抗超导可控电抗器工作原理仿真分析[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年
7 王龙;曹昆南;王达达;宋萌;胡南南;张毅;李晓龙;;高漏抗超导可控电抗器工作原理分析[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年
8 王庆杰;刘建飞;;磁阀式可控电抗器在特高压电网中的应用与分析[A];2007中国继电保护及自动化行业年会论文集[C];2007年
9 宋萌;曹昆南;王达达;胡南南;王龙;;220V磁饱和式可控电抗器[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
10 宋萌;曹昆南;王达达;胡南南;王龙;;220V磁饱和式可控电抗器[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 张彬;首批可控电抗器变下线[N];中国工业报;2006年
2 魏东;沈变:特高压可控电抗器模型研制成功[N];中国工业报;2005年
3 魏东;沈变可控电抗器投运成功[N];中国电力报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张宇;新型变压器式可控电抗器技术研究[D];华中科技大学;2009年
2 周腊吾;新型特高压可控电抗器的理论及应用[D];湖南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆杰;500kV磁饱和式可控电抗器电气特性及其保护研究[D];华北电力大学(北京);2008年
2 张素丽;基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 程范卿;磁阀式可控电抗器保护研究[D];华北电力大学(北京);2009年
4 魏振;基于无功补偿的可控电抗器控制器设计[D];山东大学;2010年
5 王子强;磁阀式可控电抗器磁路结构研究及应用[D];华北电力大学(北京);2010年
6 王志坚;改善磁阀式可控电抗器的装置特性研究[D];华北电力大学(北京);2010年
7 朱为东;磁阀式可控电抗器控制系统的设计[D];湖南大学;2010年
8 都磊;长输电线路中的新型可控电抗器理论及应用[D];湖南大学;2010年
9 陈波;磁饱和可控电抗器设计与应用研究[D];湖南大学;2010年
10 孟敬;特高压系统中可控电抗器应用技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026