基于ANSYS电子束焊接高压电源倍压整流电路仿真设计

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1、RESEARCH学术论文基于ANSYS电子束焊接高压电源倍压整流电路仿真设计术杨波1，张伟1，齐铂金1，许海鹰2(1．北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191；2．中航工业北京航空制造工程研究所，北京100024)[摘要】采用ANSYS对电子柬焊接用高压电源的倍压整流电路进行仿真，结果表明采用全波倍压整流电路比常规倍压整流电路输出波形稳定性好，纹波系数小且电路所需的电容值小；进行输入波形振荡对输出波形影响性的分析，结果表明输入波形发生振荡会在一定程度上影响输出电压值。根据仿真结果设计了倍压

2、整流电路并测试其输出波形，测试结果表明，所设计的电路满足要求。关键词：倍压整流电路；ANsYs仿真；电子束焊接SimulationandDesignofVbltageDoubHngIkctinerofHighVbltagePowerSupplyf．orElectronBeamWeldingBasedonANSYSYANGB01，zHANGwdl，QiBojinl，xuHaiyin∥(1．SchoolofMechanicalEnginee血g&Automation，BeihanguniVersity，Be

3、ijing100l9l，China；2．AⅥcBeijingAemnauticalManufacnlringTecllnologyResearchInstitute，BeijiIlg100024，China)【ABSTRACT】TheVoltagedoublingrectifiero仆ighVoltagepowersupplyforelec仃onbe蛐weldingissimulatedbyANSYS．Theconsequenceshowsthatthe如llwavevoltagedoublingrec

4、ti丘erisbettert11an山econventionalVoltagedou-bliIlgrectifierins切biliziIlgoutputwavefom，lowe曲gripplecoe衔cientandreducingc印acitaIlceValue．And血eiIl丑uenceofo呻utwaVef0姗causedby邱utwaVefo姗oscillationisalsoanalyzed．TheresultindicatesthatoscillationofinputwaVefomwi

5、lli11fluencetheValueofoutputwaVefo瑚．TheVoltagedoublingrecti6erisdesignedaccordingtotlleresultofsimulation．Anditsoutputwavefomistested．TheconsequenceshowsthatthedesignedVoltagedoublingrectifiermeetsdesigIledrequireInents．Keywords：、，oltagedoublingrecti6er；

6、ANSYSsimulation；Electmnbe锄weldingDoI：10．16080／i．issnl67l-833x．2016．07．077高压电源是电子束焊接设备的关键部件之一，其主要作用为将低压交流电升压并转换为高压直流电，给电子枪提供加速电压。高压电源的升压方式较多，常见的升压方式包括：单组变压器直接升压、多组变压器串联升压、单组变压器加倍压整流电路串联升压。本文主要阐述高压电源采用单组变压器加倍压整流电路串联升压方式，相对于前两种升压方式，这种方式有效降低了高压变压器的设计难度，减小了输出

7、直流高压纹波系数。但由于倍压整流电路充电过程复杂，许多文献对其介绍较为简单，使得电路设计存在困难【1。3】。主要表现为：t基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项资助项目(2010zx04007—041)；北京市科技计划资助项目(D131100002813002)。(1)采用常规倍压整流电路设计电路，具有元器件少、电路简单的优点，但是电路输出波形纹波系数较大，而采用全波倍压整流电路时输出波形较好，但电路复杂，因此在电路选择上显得困难。(2)在实测倍压整流电路输出电压时，其测量值常高于理论值，

8、这使得设计难度加大。(3)电容参数设计是倍压整流电路设计的一大难点。由于高压电容耐压性的要求，电容值一般不易做得太大。电容参数值选取过大，一方面增加材料成本，同时也使电源体积变得更大，而选值过小又将影响输出电压的稳定性，甚至导致设备无法输出正常的工作电压。目前关于电容值计算的文献较少，且多数采用近似求法，一般所求结果误差较大14一”。本文采用ANSYS软件，通过有限元分析方法，在不2016年第7期·航空制造技术77学术论文RESEARCH同