大功率數(shù)字式超聲電源設(shè)計(jì).pdf

1、在中藥萃取過程中，加入超聲波對(duì)藥物進(jìn)行超聲作用，可有效提高中藥材的萃取量。受限于功率超聲設(shè)備輸出功率過小和超聲電源在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用不便的特點(diǎn)，功率超聲技術(shù)在中藥萃取領(lǐng)域的應(yīng)用一直都沒有規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。近幾年，隨著超聲換能器工藝的改進(jìn)和大功率數(shù)字式電源的出現(xiàn)，使功率超聲設(shè)備在中藥萃取領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。本文主要對(duì)大功率數(shù)字式超聲電源進(jìn)行一些研究，以期對(duì)實(shí)際工業(yè)應(yīng)用提供一定的幫助。
　　本文對(duì)功率超聲電源的匹配電路做了一些研究。舍棄了原

2、有根據(jù)串聯(lián)諧振頻率Fs進(jìn)行靜態(tài)匹配的思路，采用新型動(dòng)態(tài)匹配方式，將換能器與匹配電路等效為一個(gè)整體，公式推導(dǎo)得到整體系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合頻率，超聲電源輸出頻率只需等于當(dāng)前系統(tǒng)耦合頻率，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)諧振。這為超聲數(shù)字電源進(jìn)行頻率自動(dòng)搜索和自動(dòng)跟蹤提供了理論依據(jù)。
　　本文設(shè)計(jì)了一套適合數(shù)字式超聲電源的控制算法。針對(duì)超聲電源所作用負(fù)載的特性，本文采用積分分離PI控制算法在頻率搜索階段和頻率跟蹤階段分別對(duì)通過換能器端的電流做恒流控制。在頻率控制

3、方面，提出采用變步長(zhǎng)的方法進(jìn)行諧振頻率的搜索，針對(duì)負(fù)載變化程度的不同分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的頻率跟蹤算法，并最終提出適用于各種負(fù)載變化情況的通用頻率跟蹤算法。
　　本文所設(shè)計(jì)電源內(nèi)嵌Modbus_RTU通信協(xié)議，利用此協(xié)議可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)多臺(tái)超聲電源的遠(yuǎn)程集中設(shè)置。本文所設(shè)計(jì)的功率超聲設(shè)備已經(jīng)在河南宛西制藥廠的中藥萃取生產(chǎn)中得到應(yīng)用，結(jié)果表明，使用超聲設(shè)備后可使某些中藥材的出膏量較不使用超聲設(shè)備之前有較大的提高。因此，功率超聲波技術(shù)在中藥萃