大功率电子束焊机高压电源控制策略研究.pdf

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1、第50卷第l2期电力电子技术Vo1．50，No．122016年12月PowerElectronicsDecember2016大功率电子束焊机高压电源控制策略研究王泽庭，杨旭，樊生文(1．北京市变频技术工程技术研究中心，北京100144；2．北京市电力节能关键技术协同创新中心，北京100144；3．北京电动车辆协同创新中心，北京10014)摘要：电子束焊机高压电源普遍采用脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)控制策略。PWM属硬开关技术，对高频电源而言，存在很大的开关损耗，难以提高电源系统效率。PFM属软开关技术，解决了开关损耗大的问题，但电源启动时谐振腔电流大，对

2、功率器件冲击破坏性强；电源还存在轻载输出电压难控制问题，尤其对大功率电源，难以提升电源系统稳定性。大功率电子束焊机高压电源采用LCC谐振变换器作为逆变器，采用PWM和PFM相结合的控制策略。克服单一控制策略弊端。仿真与实验证明：该混合策略有效提高了电源系统效率，减少了不必要的损耗，进一步提升了电源系统稳定度。关键词：变换器；混合控制策略；大功率高压电源中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100x(2016)12-0023-03ResearchonHighVoltagePowerSupplyControlStrategyforHighPowerElectr

3、onBeamWelderWANGZe．ting。YANGXu，FANSheng-wen(1．1nveaerTechnologiesEngineeringResearchCenterofBe~iing，Be~iing100144，China)Abstract：ThehighvoltagepowersupplyoftheelectronbeamwelderismainlyusedPWMorpulse~equencymod-ulafion(PFM)controlstrategy．PWMisahardswitchingtechnology．Forhighfrequencypowe

4、rsupply，therearealotofswitchinglosses，SOthatitisdificulttoimprovetheeficiencyofthepowersupplysystem．PFMissoftswitchingtechnology，whichsolvestheproblemsoflargeswitchingloss，buttheresonantcurrentislarge，andtheimpactofthepowerdeviceisstrong；Thepowersupplyalsohastheproblemthattheoutputvoltage

5、ofthelightloadcontrolisdif-ficuhtocontrol，especiaDyforhighpowersupply，itisdificulttoimprovethestabilityofthepowersupplysystem．HighvoltagepowersupplyofhighpowerelectronbeamweldingadoptsLCCresonantconveRerasinverter，thecom—binationofPWMandPFMcontrolstrategyisusedtoovercomethedrawbacksofasin

6、glecontrolstrategy．Simulationandexperimentalresultsshowthatthehybridstrategycanefectivelyimprovetheeficiencyofthepowersystem，re-duceunnecessarylosses，andfurtherenhancethestabilityofpowersupplysystem．Keywords：conve~er；hybridcontrolstrategy；hishpowerhighvoltagepowersupply1引言大功率电子束焊机高压电源系统采用

7、LCC谐振变换器，采用PWM和PFM相结合的控制策略，电子束焊机工作原理是电子枪中的阴极因加有效提升了电源系统的稳定性及电源效率【1]。通过热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下通对LCC谐振腔数学模型的分析，从理论上阐述了过电磁场的聚焦形成能量密度极高的电子束。用PFM控制下存在的相关问题。通过Saber仿真，对此电子束轰击工件，巨大的动能转化为热能，使焊控制策略下关键问题进行了研究。最后提出混合接处工件熔化，形成熔池．从而实现对工件的焊控制策略。并建立一台一60kV／6kW电子束焊机高接。此焊机技术具有不用焊条、不易氧化