摘要：在铝合金凝固过程中引入超声物理场对其进行调控,对提高铸锭凝固质量与材料方面性能具有重要作用。超声波电源作为超声铸造系统中核心部件,其性能优劣将直接影响超声振动系统的动力学特性,进而影响超声波处理熔体的效果。本文结合超声铸造的工艺特点,针对超声铸造过程中换能器谐振频率变化范围大,现有超声波电源难以稳定跟踪的问题进行了新一代超声波数字式电源系统的研制。确定了二极管不控整流、斩波调功、全桥逆变调频的总体设计方案。重点研究了模糊控制与锁相环电路相结合的频率控制和功率调节方法,同时分析了振动系统的负载阻抗特性,并进行了相应的匹配电路设计最后对所设计的电源进行了系统仿真、振幅测试与铝合金超声波铸造实验,研究与实验结果表明：(1)采用模糊控制与锁相环电路相结合的频率控制方法,能够快速地进行大范围的频率调节并能在较窄的频率范围内精确快速锁定振动系统的谐振频率。(2)设计的调谐电感及高频变压器,可以有效地对振动系统负载进行调谐匹配和阻抗匹配,提高了电源的输出功率和工作稳定性。(3)使用该电源进行铝合金超声铸造时,电源系统响应快、偏频度低、工作稳定、输出功率高,凝固组织细化效果最佳,电源各项性能参数达到了预期设计目标。