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微弧氧化技术是一项很有前途的材料表面处理新技术,正成为国际材料表面工程技术领域的一个研究热点。而微弧氧化电源目前主要有晶闸管整流型电源,二极管整流型电源,两极逆变调压型电源和两级斩波型电源。为了进一步提高开关频率,简化控制系统,降低变压器体积和重量,满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源。
本文首先介绍了目前国内外微弧氧化电源的研究现状,分析了几种典型电源存在的缺陷,设计了高频逆变电源主电路拓扑结构、控制系统以及控制软件。将两级逆变技术应用于微弧氧化电源中,前级功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压大小的调节,通过控制后级斩波逆变电路可以得到所需的直流,直流脉冲,交流对称,交流不对称等各种电压波形,以高性能数字信号处理器(DSP)作为其控制核心,通过调节输出两组4路脉宽调制(PWM)信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路,同时,该控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能。从而搭建好硬件和软件实验平台。
电源安装完成后首先对控制电路硬件和控制软件程序进行调试,然后对主电路进行空载调试和负载调试。通过对微弧氧化电源的输出波形分析和实际的铝合金表面微弧氧化试验,表明电源输出稳定,波形调节精细度和一致性好,工艺适应性强,是一种比较理想的微弧氧化电源。