软开关逆变弧焊电源主电路的仿真研究开题报告

 2021-08-14 02:21:19

1. 研究目的与意义(文献综述)

弧焊电源可以分为四大类型:1)交流弧焊电源;2)直流弧焊电源;3)脉冲弧焊电源;4)逆变式弧焊电源。其中,逆变式弧焊电源具有体积小、质量轻、控制性能好等优点。

我国逆变焊机的研究开发起步于20世纪70年代末期,于20世纪80年代开始发展。现在,我国逆变焊机电源已形成4代产品:第一代是以可控硅scr为主功率器件的逆变器;第二代是晶体管逆变器;第三代是场效应管逆变器;第四代是igbt逆变器 ,其逆变频率高,饱和压降低,功耗小,效率高,无噪声,与前3代逆变器相比,优势更明显[6]

传统逆变弧焊电源存在的主要问题是可靠性较差,其最主要原因是主电路运行于硬开关方式,功率器件的开关损耗、开关应力和爱管噪声较大,从而降低了其可靠性。而软开关型采用的是谐振变流技术,其特点是功率器件在零电压或零电流条件下自然开通或关断。从本质上克服了硬开关型弧焊电源的缺点,在较大程度上解决了功率开关损耗过大的问题,并降低功率器件du/dt和di/dt,减少电磁干扰(emi)和射频干扰(rfi),降低了逆变器的质量,提高频率,减少电路中变压器、电感、电容的体积,降低输出纹波,提高功率密度和系统动态性能。采用软开关技术能使功率器件开关时电压和电流的轨迹相错开,从而有效改善这一问题。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

相比于其他形式的弧焊逆变器,igbt式弧焊逆变器有着逆变频率高,饱和压降低,功耗小,效率高,无噪声等优点。常见的软开关型逆变主电路基本形式有:零电流开关(zcs)写真逆变主电路、零电压开关(zvs)谐振逆变主电路、多谐振(mrc)逆变主电路等。本课题通过文献调研,了解国内外软开关逆变弧焊电源的研究概况和发展趋势,熟悉逆变弧焊电源的工作原理以及软开关技术的基本原理,学习并掌握matlab/simulink软件,利用matlab/simulink软件对软开关逆变弧焊电源主电路进行仿真。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,完成开题报告。

第4-5周:熟悉软开关逆变弧焊电源的相关理论。

第6-8周:学习并掌握matlab/simulink仿软件。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] ji j, hu, x hua z, et al. research of soft switchingarc welding inverter power supply with high-frequency and high-power[c]//electronics and application conference and exposition (peac), 2014international. ieee, 2014:924-929.

[2] navarro-crespin a, casanueva r, azcondo f j.performance improvements in an arc welding power supply based on resonantinverters[c]// conference record-ias meeting. 2010:1-6.

[3] wang r, xue j. theoretical analysis for outputcharacteristics of soft-switching arc welding inverter[j]. transactions of thechina welding institution, 2012, 33(4):29-32.

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