X射線測厚儀高壓電源研制.pdf

1、X射線測厚儀廣泛應(yīng)用于鋼帶、鋁帶、銅帶及其它板材的在線厚度測量和控制,實時監(jiān)控生產(chǎn)線,保證產(chǎn)品的高品質(zhì)性能要求。目前國外已有比較成熟的產(chǎn)品,幾乎壟斷了國內(nèi)的X射線測厚儀市場,而國產(chǎn)的X射線測厚儀產(chǎn)品很少,與世界先進國家相比差距較大。高壓電源是X射線測厚儀的核心部件,因此,研究開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、高性能的X射線測厚儀高壓電源具有很強的現(xiàn)實意義,不僅可以打破國外公司的壟斷、彌補國內(nèi)的發(fā)展不足,而且可以提升我國工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與國際競爭力

2、。
　　 本文詳細研究了X射線測厚儀的測量原理,高壓電源在X射線測厚儀中的作用,以及國內(nèi)外高壓電源的特點和發(fā)展趨勢。在深入研究現(xiàn)有高壓電源存在問題的基礎(chǔ)上,針對冷連軋X射線測厚儀的應(yīng)用,采用電力電子新技術(shù),設(shè)計了一種輸出高壓100kV、管電流2mA的新型X射線高壓電源,具有高頻、高效率、高穩(wěn)定度、高精度與調(diào)壓范圍極寬的特點,滿足了X射線測厚儀高性能的要求。
　　 論文第一部分對開關(guān)電源高頻逆變拓撲、大范圍調(diào)壓控制方式、功

3、率開關(guān)管等進行詳細分析,并著重對諧振型變換器的頻率特性和適用范圍進行了深入研究,最后設(shè)計了高壓發(fā)生器主電路拓撲結(jié)構(gòu)。第二部分依據(jù)設(shè)計指標(biāo)對系統(tǒng)主電路進行了具體設(shè)計,首先對整流濾波電路、Buck變換器、串并聯(lián)諧振變換器、高頻高壓變壓器、倍壓整流電路、燈絲電源進行了詳細特性分析,其次對各電路的設(shè)計要點進行了分析,最后通過理論計算給出了各電路的設(shè)計參數(shù)。第三部分為系統(tǒng)輔助電路的具體設(shè)計,對PWM控制器、驅(qū)動電路進行了詳細分析與參數(shù)設(shè)計,而且進

4、一步設(shè)計了系統(tǒng)的抗干擾電路,使系統(tǒng)抗干擾能力增強、穩(wěn)定性更好。第四部分設(shè)計了高壓采樣隔離電路,建立了主電路的閉環(huán)反饋控制模型,并設(shè)計了由單極點-單零點補償網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的補償器,使系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定,而且獲得較好的穩(wěn)態(tài)特性和暫態(tài)特性。
　　 在充分研究分析的基礎(chǔ)上,對高壓電源做出了整體設(shè)計,建立了數(shù)學(xué)模型,編制了控制軟件。并制作了電路板,搭建了實驗平臺。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)各電路實現(xiàn)了基本功能,達到了預(yù)期目標(biāo),尤其是其高頻和軟開關(guān)的特點較其他高