鋁合金鑄造用超聲波電源的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鋁合金是應(yīng)用最為廣泛的金屬合金之一，是關(guān)系到國家工業(yè)、國防等領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略資源，提高鋁合金的產(chǎn)品性能具有極其重要的意義。在熔態(tài)鋁合金結(jié)晶的過程中引入一定功率的超聲場，利用超聲波的空化、聲流作用等特殊的物理效應(yīng)可以有效地細(xì)化晶粒和改善鑄錠表面品質(zhì)。適用于鑄造過程的超聲波發(fā)生器（即超聲波電源），是超聲加工系統(tǒng)中重要的一部分，超聲波電源的性能直接影響到鋁加工產(chǎn)品的質(zhì)量，因而具有重要的研究意義。
　　 本文分析了鋁合金鑄造過程所需電源的

2、性能要求，從易于實(shí)現(xiàn)、工作穩(wěn)定的角度出發(fā)，確定了二極管整流、斬波器調(diào)壓、單相全橋逆變器調(diào)頻的主電路結(jié)構(gòu)。
　　 針對超聲波電源需要解決的頻率控制、功率控制和負(fù)載匹配三大重要技術(shù)問題分別進(jìn)行了深入分析。研究了模糊控制和集成鎖相環(huán)電路相結(jié)合的頻率控制方法，通過變頻使負(fù)載保持在諧振狀態(tài)，電源輸出電流最大；采用基于誤差優(yōu)先判斷的PID控制方式來控制斬波器輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)電源輸出功率的控制；基于負(fù)載動(dòng)態(tài)匹配理論設(shè)計(jì)了調(diào)諧匹配電感，利用變