50kW级全数字逆变式等离子切割电源的研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 等离子切割原理及对电源的要求 | 第14-16页 |
| 1.2.1 等离子切割概述 | 第14页 |
| 1.2.2 等离子切割原理 | 第14-15页 |
| 1.2.3 等离子切割对电源的要求 | 第15-16页 |
| 1.3 等离子切割电源的研究现状及发展趋势 | 第16-21页 |
| 1.3.1 等离子切割电源的发展历程 | 第16-19页 |
| 1.3.2 国内外研究现状 | 第19-21页 |
| 1.3.3 发展趋势 | 第21页 |
| 1.4 课题研究的主要内容 | 第21-23页 |
| 第二章 等离子切割电源的总体设计 | 第23-34页 |
| 2.1 等离子切割电源性能指标设计 | 第23页 |
| 2.2 等离子体电源整体结构设计 | 第23-25页 |
| 2.3 功率电路的设计与状态分析 | 第25-32页 |
| 2.3.1 拓扑结构选择 | 第25-26页 |
| 2.3.2 工作原理分析 | 第26-28页 |
| 2.3.3 软启动电路设计分析 | 第28-30页 |
| 2.3.4 主变压器设计分析 | 第30-32页 |
| 2.4 并联均流控制分析 | 第32-33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 第三章 数字化控制系统的硬件设计 | 第34-51页 |
| 3.1 控制系统的总体设计 | 第34-35页 |
| 3.2 系统控制芯片的选择 | 第35-37页 |
| 3.2.1 芯片内核的选择 | 第35-36页 |
| 3.2.2 芯片外设的选择 | 第36-37页 |
| 3.3 ARM Cortex-M4最小系统设计 | 第37-40页 |
| 3.3.1 最小系统电源模块设计 | 第37-39页 |
| 3.3.2 系统晶振模块设计 | 第39页 |
| 3.3.3 系统复位模块设计 | 第39页 |
| 3.3.4 系统JTAG接口设计 | 第39-40页 |
| 3.4 外围控制电路设计 | 第40-50页 |
| 3.4.1 供电电源电路设计 | 第40-41页 |
| 3.4.2 PWM信号产生电路设计 | 第41-43页 |
| 3.4.3 IGBT驱动电路设计 | 第43-44页 |
| 3.4.4 线性A-D/D-A隔离转换电路设计 | 第44-45页 |
| 3.4.5 电流给定电路设计 | 第45页 |
| 3.4.6 反馈信号采样电路设计 | 第45-47页 |
| 3.4.7 故障保护电路设计 | 第47-50页 |
| 3.5 硬件电路抗干扰措施 | 第50页 |
| 3.6 本章小结 | 第50-51页 |
| 第四章 高频引弧电路的设计分析 | 第51-60页 |
| 4.1 引弧电路的工作原理 | 第51-52页 |
| 4.2 引弧电路数学模型分析 | 第52-54页 |
| 4.3 振荡回路参数分析 | 第54-56页 |
| 4.3.1 振荡放电衰减系数δ | 第54-55页 |
| 4.3.2 振荡放电频率f | 第55页 |
| 4.3.3 振荡放电电流电压幅值Im和Um | 第55-56页 |
| 4.4 引弧电路的设计 | 第56-59页 |
| 4.4.1 工频升压变压器T1的设计 | 第56-58页 |
| 4.4.2 高频耦合变压器T2的设计 | 第58页 |
| 4.4.3 振荡电容C的选择 | 第58-59页 |
| 4.4.4 火花放电器P及其间隙d | 第59页 |
| 4.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第五章 数字化控制系统的软件设计 | 第60-73页 |
| 5.1 软件开发环境 | 第60-62页 |
| 5.1.1 开发软件RealView MDK介绍 | 第60页 |
| 5.1.2 操作系统FreeRTOS介绍 | 第60-61页 |
| 5.1.3 ST固件库介绍 | 第61-62页 |
| 5.2 控制系统主程序设计 | 第62-64页 |
| 5.3 PWM信号的产生 | 第64页 |
| 5.4 模拟/数字转换（ADC） | 第64-65页 |
| 5.5 数字/模拟转换（DAC） | 第65页 |
| 5.6 中断服务程序设计 | 第65-66页 |
| 5.7 数字均流程序设计 | 第66-67页 |
| 5.8 数字PID控制策略选择 | 第67-71页 |
| 5.8.1 模拟PID控制 | 第68-69页 |
| 5.8.2 数字PID控制 | 第69-71页 |
| 5.9 软件抗干扰措施 | 第71页 |
| 5.10 本章小结 | 第71-73页 |
| 第六章 等离子切割电源性能测试及实验分析 | 第73-89页 |
| 6.1 实验平台及条件介绍 | 第73-74页 |
| 6.2 整机波形测试 | 第74-77页 |
| 6.2.1 驱动波形测试 | 第74-75页 |
| 6.2.2 主变二次侧波形测试 | 第75-76页 |
| 6.2.3 输出电压波形测试 | 第76-77页 |
| 6.3 等离子切割电源性能测试 | 第77-79页 |
| 6.3.1 均流效应与效率测试 | 第77-78页 |
| 6.3.2 输出外特性测试 | 第78-79页 |
| 6.3.3 动态响应特性测试 | 第79页 |
| 6.4 等离子切割电源切割工艺实验 | 第79-88页 |
| 6.4.1 切割电流的影响 | 第80-82页 |
| 6.4.2 切割速度的影响 | 第82-84页 |
| 6.4.3 切割气压的影响 | 第84-86页 |
| 6.4.4 割炬高度的影响 | 第86-88页 |
| 6.5 本章小结 | 第88-89页 |
| 结论与展望 | 第89-91页 |
| 参考文献 | 第91-98页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第98-99页 |
| 致谢 | 第99-100页 |
| 附件 | 第100页 |
