高性能铝合金特种工艺专用脉冲电源的研究与设计

作     者：祝志坤 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：廖力清

授予年度：2013年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：脉冲电源 铝合金 直流变换器 移相全桥 模糊PI算法 

摘      要：摘要：作为军事、航空及工业领域的重要材料,高性能铝合金一直是研究热点之一。利用电力电子技术与铝合金处理工艺相结合,进行电脉冲参数与航空铝合金性能的探究性研究,对高性能航空铝合金的研制具有重要意义。论文结合7xxx系列航空铝合金特种工艺脉冲电源项目,对专用于铝合金特种工艺的双向脉冲电源进行研究。 首先,分析了目前国内外用于各种应用领域脉冲电源的研究现状,并对各种脉冲电源的拓扑结构及电源的控制方案进行了归纳总结。其次,针对电源需实现不对称双极性脉冲输出的要求,采用一种基于直流变换器和脉冲斩波器的主电路拓扑结构,设计了以TMS320F2809为核心的控制电路方案。深入研究了直流变换器移相全桥电路工作原理,建立移相全桥电路的数学模型,为控制器的设计提供了理论基础。然后运用模块化设计方法对脉冲电源进行了详细的软、硬件设计,包括主电路主要参数计算,如高频变压器、谐振电感等;设计硬件控制电路以及驱动保护电路,完成所要求的各项功能。结合模糊算法和PI算法各自的优点,确定了参数自整定模糊PI算法的控制策略,并对算法进行了仿真。 最后,应用Matlab中Simulink工具建立系统模型,进行系统仿真分析,并结合铝合金特种工艺专用脉冲电源样机进行实验。实验与仿真结果证明,本文所研究的电源具有可行性,实现了双向脉冲输出,达到了设计目标。图71幅,表10个,参考文献68篇