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新型软开关弧焊逆变电源的研制

汪殿龙

  本文首先对弧焊逆变器的国内外发展现状、发展趋向及其应用状况作了简要介绍,针对目前弧焊逆变器存在的主功率管开关应力大、整机损耗大、可靠性低以及对电网造成的污染等缺点,提出了用软开关技术来解决这些问题,并对目前软开关电路拓扑研究现状进行了综述,重点介绍了三种移相控制的软开关电路拓扑:零电压(ZVS)、零电流(ZCS)、零电压零电流(ZVZCS),尤其对本文采用的方案—移相控制的零电压零电流全桥变换器(FB ZVZCS PWM)的工作原理、微观变换过程进行了系统的理论分析。本文在该电路拓扑的基础上,设计了该变换器的主电路及其控制系统,主电路采用移相控制ZVZCS全桥拓扑,包括主变压器设计、输入输出整流滤波器设计、全桥谐振变换器的设计;控制系统采用了电流闭环PI调节系统,建立了相应的传递函数,设计了移相控制芯片UC3875外围电路、主功率器件IGBT的驱动电路、控制板电源优化电路、焊接过程程序控制电路以及各种保护电路。在各种电路的设计中充分考虑了可靠性,在实现所需功能的同时尽量使电路简洁。在此基础上,研制出了型号为ZX_7-200STIGBT软开关弧焊逆变器样机一台,对其进行了充分的安装调试,并用数字示波器对其进行现场检测,控制电路各部分波形正常,四路输出驱动波形稳定,全桥变换器中超前桥臂和滞后桥臂的IGBT分别工作在零电压、零电流状态下,真正实现了弧焊逆变器的双零软开关。该逆变器具有高效节能、重量轻、体积小、噪音小等特点。试验结果表明,该弧焊逆变器具有良好的静态特性和动态特性,恒流稳定,是一种发展前景广阔的新型电源。……   
[关键词]:移相控制;软开关;弧焊逆变器;IGBT
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:沈阳工业大学2003年
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