基于移相全桥的电子束焊机高压电源的研制.pdf

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1、第44卷第l2期电力电子技术Vo1．44，No．122010年12月PowerElectronicsDecember2010基于移相全桥的电子束焊机高压电源的研制樊生文，王泽庭，李正熙(北方工业大学，电力电子与电力传动工程研究中心．北京100144)摘要：传统电子束焊机高压电源采用400Hz中频发电机组，其噪声大、纹波大、效率低．不能满足现代工业实际需要。为解决上述问题，研制了一台60kV／6kW的基于移相全桥的全数字电子束焊机高频高压电源样机。该电源由DSP，CPLD，IPM等组成，实现了高压电源的自动调节、过压过流保护及高压自放电快速恢复功能。实验表明，该电源的各项性

2、能指标都达到了设计目标，能满足焊接工艺的实际要求关键词：电源；全桥移相；电子束焊机：高频高压中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2010)12—0062—03DevelopmentofHighVoltageSourceforElectronicBeamWelderBasedonPhaseShiftControlFANSheng—well，WANGZe·ring，LIZheng—xi(BeringHigherInstitutionEngineeringResearchCenterofNorthChinaUniv．ofTech．，Beijing10

3、014，China)Abstract：Thetraditionalelectronbeamweldingmachineuseshighvoltagepowersupplywith400Hz~equency，whichhasdisadvantagesofnoisy，tippleandloweficiency，itcannotmeetthepracticalneedsofmodemindustry．Tosolvetheaboveproblems，a60kV／6kWall—digitalelectronbeamweldingmachinepowersupplyprototype

4、basedonphase—shiftfull—bridgeisdesigned．ThepowersupplyincludingtheDSP，CPLD，IPM，etc，achievingahigh—voltagepowersupplyoftheautomaticadjustment，over—voltageover—currentprotectionandhighvoltagefastrecoveryfromthedischargeoffunctions．Thetestresultsshowthattheperformanceindexofthepowersupplyrea

5、chesthedesigngoals，meetsthepracticalrequirementsofweldingprocess．Keywords：powersupply；full—btidgephase—shift；electronicbeamwelder；highfrequencyandhighvoltageFoundationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50721063，50677070)1引言处结合DSP控制技术及电子束焊机高压电源的特点．试制了一台60kV／6kW基于移

6、相全桥的全电子束焊接是一种利用电子束作为热源的焊数字逆变式高频高压电子束焊机的电源样机。接工艺。电子枪中的阴极灯丝加热到一定温度时会逸出电子，电子在高压电场的作用下被加速，通2全桥移相原理及工作波形过电磁透镜聚焦后形成能量密集度极高的电子图1示出全桥移相ZVSPWM谐振变换器电束，当电子束轰击焊接表面时，电子的强大动能瞬路拓扑，其主要工作波形如图2所示。间转变为热能，使金属熔融，达到焊接的目的⋯电子束焊机高压电源主要用于电子加速。其性能好坏直接决定电子束焊机的焊接质量l2_：目前仅西方少数几个国家能够生产电子束焊机，且限制出口给其他国家。国内生产电子束焊机的厂家很少，且高

7、压电源系统仍采用400Hz中频发电图1移相全桥ZVSPWM变换器主电路机组，具有噪声大、电压纹波大、精度低等缺点．急：．_：!广1．需高性能电子束焊机高压电源进行更新换代。此：j．；。；it：IlIIt．基金项目：国家自然科学基金资助项目(50721063，50677070)、：，一一_÷——_{、；r：定稿日期：2010—1l一02j、ii／i；／／·；i：r～：t作者简介：樊生文(1969一)，男，青海湟源人，副教授，研究方向为电力电子与电力传动、电子束焊机高压电源。图2主要工作波形62基于移相全桥的电子束焊机高压电源的研