等离子切割电流源平波电感直接储能控制研究.pdf

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1、第49卷第4期电力电子技术Vo1．49，No．42015年4月PowerElectronicsApril2015等离子切割电流源平波电感直接储能控制研究渠浩，姚辰，杨喜军，唐厚君(上海交通大学，电气工程系，上海200240)摘要：目前对于大功率等离子切割机，首选输出并联的BuckDC／DC变换器作为等离子切割电源。它具有电流精度高、稳定度好的特点。设计了一种独立直流电压供电、输出并联的两组BuckDC／DC直流电流源．每组DC／DC变换器连接成两级交错结构，给出了两级DC／DC变换器之间自动均流的移相驱动方式和平波电感直接储能闭环控制策略，并进行了基

2、于Matlab／Simulink仿真分析和实验验证，实验装置的输入功率45kW，支持输出直流电流260A和输出电压150V。结果表明，这种功率电路和控制策略使得电源系统响应加快。静态误差减少，有利于降低功率器件的开关损耗和分摊输出功率，提升输出功率等级，以此提高开关频率，从而降低平波电感尺寸，改善输出电流精度和提升稳定度。关键词：等离子切割机；移相驱动方式；直接储能中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)04—0042—04ResearchonDirectEnergyStorageControlOvertheFlat·

3、waveInductancef0rPlasmaCuttingMachineCurrentSourceQuHao，YAOChen，YANGXi-jun，TANGHou~un(Shanghai∞TongUnivers，Sn，lg200240，China)Abstract：Atpresent，theBuckDC／DCconverterispreferredinparallelatoutputwhenthinkingabouthigh—powerplasmacuttingmachine，asithasthefeaturesofhighcurrentpreci

4、sionandgoodstability．ADCcurrentsourcewithtwoBuckDC／DCinparallelatoutputandanindependentDCvoltagesupplyisdesigned．EachDC／DCconverterisconnectedintwo．stageinterleavedstructure．ThephaseshiftdrivemodewithautomaticcurentsharingbetweenthetwolevelsofDC／DCconvertersandtheclosed·-loopco

5、ntrolstrategyofdirectenergystoragewithflat·-waveinduc-tanceissiven．AndthesimulationanalysisiscarriedoutbasedonMatlab／Simulink．Thedesignisexperimentallyvali-dated，andtheinputpoweroftheexperimentalfacilityis45kW．Theoutputdirectcurrentis260Aandtheoutputvoltageis150V．Theresultsshow

6、thatthepowercircuitandthecontrolstrategyimprovepowersystem’Sresponsespeedandreducestaticerrorwhichisconducivetoreducingpowerdevices’switchingloss，sharingtheoutputpowerandenhancingtheoutputpowerleve1．Onthisaccount，theswitchingfrequencyisincreased，thusthesizeofflat-waveinductance

7、isreduced，andthecurrentprecisionandstabilityisimpmved．Keywords：plasmacuttingmachine；phaseshiftdrivemode；directenergystorageFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51277120)1引言已经处于精细型、高精细型等离子切割加工时代，切割截面斜口在2o以内。等离子切割机需高温高切割与焊接已成为桥梁、建筑、发电等行业的速的等离子弧柱

8、来融化金属和吹扫金属．以便形关键制造技术之一。切割是金属焊接的首道工序，成割缝【1】。等离子弧柱的发生需要等