40kw高频功率源设计

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1、学%代码：10708论文分类号：2学，、号：1206020m^AAAAA_SHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY硕士学位论文ThesisforMasterfsDegree40kW指导教帅姓学科名论文提交论文答辩学位授予•1I^HIII•^SB申请工学硕士学位论文论文题目：40kW高频功率源设计学科门类：工学一级学科：控制科学与工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：高赛赛导师：党宏社教授2015年5月DESIGNOF40kWHIGHFREQUENCYPOWERSOURCEAThesisSubmittedt

2、oShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceBySaisaiGaoSupervisor:Prof.HongsheDangMay201540kW高频功率源设计摘要高频功率源是回旋加速器的重要组成部分，担负着为粒子的运动提供能量的任务，其工作对加速器运行具有重要的影响。高频功率源的设计在实现大功率输出、稳定频率的同时，不仅要实现对功率源的启动、停止和运行状态的

3、实时监测及记录，还要具有良好的人机交互能力和网络通信能力。在阅读文献资料和了解高频功率源工作原理及其组成的基础上，为满足用户提出的要求，完成了功放系统和控制系统的设计。（1）根据用户的实际要求设计了高频功率放大系统。为了获得足够大的输出功率，采用了由功率分配器和功率合成器组成的四级合成方式，利用多个750W功放模块，实现了高达40kW的功率输出；并针对功放管的散热采用水循环的方式进行了冷却，最终完成了高频功放系统的设计。（2）结合控制系统的要求完成高频功率源的控制系统硬件设计。选择西门子PLC与研华触摸屏组合的方式，设计了以PLC为核心的控

4、制系统硬件组成，实现对高频功率放大系统中的前级功放、末级功放等各个部分的运行状态进行监控，保证控制系统安全可靠地运行，同时利用触摸屏实现人机交互操作。（3）完成控制系统的软件设计。在Step7软件开发环境下，利用梯形图完成了控制系统的PLC程序设计，主要包括实时数据采集、开关机控制、故障分析处理的设计。选择WINCC作为上位机界面的组态软件，完成了监控界面、系统设置界面和故障显示界面的组态，同时具有历史记录和故障记录查询的功能。经过实验室调试和现场长时间的拷机测试，顺利通过了用户的测试验收。该系统工作稳定可靠、人机界面友好、功能完善，能够满

5、足系统的要求。关键词：高频功率源，功放系统，PLC，人机界面IDESIGNOF40kWHIGHFREQUENCYPOWERSOURCEABSTRACTHighfrequencypowersourceisanimportantpartofthecyclotron,whichundertankestoprovideenergyfortheparticlemotiomtask,andithasanimportantinfluenceontheaccelerator.Highfrequencypowersourceisdesignedtoreali

6、zelargepoweroutputandstablefrequency,whichcancontrolthepowersourceofstart,stop,andmonitorthestateofreal-time.Agoodman-machineinteractionandnetworkcommunicationisneededaswell.Afterreadingtheliteratureandonthebasisoftheprincipleandthecompositionofhighfrequencypowersource,ino

7、rdertosatisfytheusers’requirements,thepoweramplifierandthecontrolsystemdesignarecompleted.(1)Ahigh-frequencypoweramplifiersystemisdesigned,accordingtotheactualrequirementsoftheusers.Tomaketheoutputpowerlargeenough,four-waypowerdividerandsynthesispowercombinercompositionare

8、used,multiple750Wpoweramplifiermodulesareadopted,morethan40kWoutputpowerisachieved.Waterc