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直流脉冲电源的研制

王晓嗣  
【摘要】:做为现代制造技术的一个重要组成部分和发展方向,精密、超精密加工技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志,而ELID技术(在线电解修整技术)被世界著名权威机构CIRP评价为21世纪超精密镜面磨削技术的典型代表。ELID磨削由磨床、砂轮、电源、阴极、电解液组成,经大量试验研究认为,直流脉冲电源最适宜于ELID技术,为此我们研制了直流脉冲电源。该电源由可调压、稳压的电压源和脉冲调制电压源组成。在调压稳压电压源设计中采用二阶工程设计法设计了电压和电流调节器,组成电压、电流双闭环稳压电源,采用集成移相晶闸管模块做为电能变换器件,详细计算了整流主电路主要器件的参数;在脉宽调制部分,采用专用集成电路实现了调频调压,以IGBT做为功率变换器件,实现了输出电压的调频调压,并计算了有关参数。用Matlab对设计的直流脉冲电源进行了仿真,仿真过程中优化了设计参数,为调试提供了帮助,缩短了研制周期;对研制的电源进行了ELID试验,从波形上看设计达到了要求的技术指标,对ELID修锐后的砂轮形貌进行了观察分析,达到了ELID要求。在直流脉冲电源中我们还设计了三种修整模式,以适应不同类型砂轮的修锐要求。针对IGBT我们设计了过流和驱动两种保护模式,在实际应用中,这两种模式均起到了有效保护IGBT的目的。


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