电压型SVPWM整流器在电子束快速成型设备电源中的应用研究

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快速成型(RP)是一种快速生成模型或者零件的制造技术。该技术依靠本身存在的CAD数据,使用材料精确堆积(点到面、面到三维)的方式,在计算机的控制和管理之下生成实体。依靠此技术可以生成非常复杂的实体,且成型过程中无需模具的辅助,具有生产迅速、便于修改,以及高效率、低成本等优点。  电子束快速成型技术就是在计算机控制下,根据零件模型信息,利用高能电子束精确地将金属工件熔化为粉末,即通过逐层扫描,将金属工件熔化成所需要的零件整体,再除去多余金属粉末,最终形成所需零件三维实体。  电子束快速成型设备的高压电源提供了一个加速电场给电子枪,供其加速电子。通常,电子束设备高压电源采用的是传统不控型或半控型整流器,这不仅对电网造成谐波和无功“污染”,而且系统动态响应慢、网侧功率因数低,本文提出将一种基于空间矢量调制(SVM)控制策略的电压型PWM整流器,即电压型空间矢量脉宽调制(SVPWM)整流器,作为前级,运用到电子束快速成型设备高压电源中,进行单位功率因数整流,来取代常规整流器,这种基于SVM控制策略的电压型PWM整流器将采用不定滞环优化过的SVPWM电流控制策略。本文将建立三相电压型PWM整流器的数学模型,并结合控制技术进行详述,对其交流侧电感和直流侧电容进行参数设计,并利用MATLAB/Simulink软件对其在一台10kW-80kV电子束设备高压电源中的应用进行仿真,对仿真结果(不同负载功率下的交流输入、直流输出)进行分析,从而验证这种新型技术的可行性。
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