變極性微弧氧化脈沖電源拓撲結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、微弧氧化技術(shù)作為一種新興的金屬表面處理技術(shù)，可以直接在工件表面原位生成與基體緊密結(jié)合的陶瓷膜層。這種膜層具有致密、耐磨、耐熱、耐蝕及絕緣等優(yōu)點，可以顯著提高金屬表面性能。作為實現(xiàn)微弧氧化技術(shù)關(guān)鍵的電源設(shè)備，其電參數(shù)，如電壓、電流密度、脈沖頻率、脈沖占空比等參數(shù)對膜層的質(zhì)量有著極其重要的影響。
　　本課題研制了一臺采用三角形電流脈沖輸出的單極性微弧氧化試驗電源。該電源將反激式變換器成功應(yīng)用于功率等級為20kW的場合，以雙管反激式變換

2、器作為主電路，以PLC為核心設(shè)計控制系統(tǒng)，采用峰值電流控制策略，通過調(diào)節(jié)輸出脈沖頻率、原邊輸入電流峰值和各組脈沖列間隔時間等方式對輸出的電流脈沖能量進行有效控制，保證了加工各個階段輸出脈沖能量的合理性；該電流脈沖型電源具有氧化時間短，且每個輸出脈沖能量可控的優(yōu)點。同時它還具有過壓等保護功能，確保了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。
　　由于正負脈沖形成的氧化膜層更致密，本課題以雙管反激電路為基礎(chǔ)設(shè)計了四種變極性脈沖電源以獲得微弧氧化所需的

3、正負脈沖。本文詳細介紹了它們的工作原理，深入分析了它們的各個工作模態(tài)，并對每種脈沖源的主電路進行了仿真。仿真結(jié)果證明了四種變極性脈沖電源設(shè)計的合理性。在理論分析和仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文對四種脈沖源的優(yōu)缺點進行了比較，結(jié)果表明，環(huán)流型電流脈沖組合電源和環(huán)流型電流、電壓脈沖組合電源更適合微弧氧化實際需要。在主電路分析基礎(chǔ)上，本文以PIC單片機為核心構(gòu)建了變極性脈沖電源的控制系統(tǒng)，它可以通過調(diào)節(jié)脈沖頻率、原邊輸入電流峰值、正向脈沖數(shù)和負向脈沖