變極性微弧氧化脈沖電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、微弧氧化技術(shù)作為一種新興的金屬表面處理技術(shù)，可以直接在工件表面原位生成與基體緊密結(jié)合的陶瓷膜層。這種膜層具有致密、耐磨、耐熱、耐蝕及絕緣等優(yōu)點(diǎn)，可以顯著提高金屬表面性能。作為實(shí)現(xiàn)微弧氧化技術(shù)關(guān)鍵的電源設(shè)備，其電參數(shù)，如電壓、電流密度、脈沖頻率、脈沖占空比等參數(shù)對膜層的質(zhì)量有著極其重要的影響。
　　本課題研制了一臺(tái)采用三角形電流脈沖輸出的單極性微弧氧化試驗(yàn)電源。該電源將反激式變換器成功應(yīng)用于功率等級為20kW的場合，以雙管反激式變換

2、器作為主電路，以PLC為核心設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，采用峰值電流控制策略，通過調(diào)節(jié)輸出脈沖頻率、原邊輸入電流峰值和各組脈沖列間隔時(shí)間等方式對輸出的電流脈沖能量進(jìn)行有效控制，保證了加工各個(gè)階段輸出脈沖能量的合理性；該電流脈沖型電源具有氧化時(shí)間短，且每個(gè)輸出脈沖能量可控的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)它還具有過壓等保護(hù)功能，確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
　　由于正負(fù)脈沖形成的氧化膜層更致密，本課題以雙管反激電路為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了四種變極性脈沖電源以獲得微弧氧化所需的

3、正負(fù)脈沖。本文詳細(xì)介紹了它們的工作原理，深入分析了它們的各個(gè)工作模態(tài)，并對每種脈沖源的主電路進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果證明了四種變極性脈沖電源設(shè)計(jì)的合理性。在理論分析和仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文對四種脈沖源的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，環(huán)流型電流脈沖組合電源和環(huán)流型電流、電壓脈沖組合電源更適合微弧氧化實(shí)際需要。在主電路分析基礎(chǔ)上，本文以PIC單片機(jī)為核心構(gòu)建了變極性脈沖電源的控制系統(tǒng)，它可以通過調(diào)節(jié)脈沖頻率、原邊輸入電流峰值、正向脈沖數(shù)和負(fù)向脈沖