高可靠性的等離子切割電源設計與研究.pdf

1、等離子切割技術正在不斷發(fā)展，并被廣泛應用在制造與加工工業(yè)領域中，單純地提高切割質量與效率的目標，已經不能完全滿足市場的需求，人們對等離子切割電源系統的可靠性也非常關注。本文結合等離子切割電源系統可靠性的理論，來指導等離子切割電源系統的設計與實現。
　　將可靠性的理論引入到等離子切割電源的設計中，并分析了不同電路方案的等離子切割電源系統可靠性，主要包括整個系統的三相整流電路方案與 DC-DC變換器的方案。對比分析了不同電路拓撲方案的

2、可靠性，最終選擇十二脈波不控整流電路作為系統的前級AC-DC變換電路，選擇移相全橋變換器作為系統的后級DC-DC變換電路，并指出它們的優(yōu)點以及需要解決的問題。
　　參照某型特種等離子切割電源設備的技術指標，包括輸入電流諧波畸變率、輸出電壓等級等，以及考慮電路拓撲的可靠性。本文采用一種帶復合濾波裝置的十二脈波不控整流電路作為整個系統的整流電路方案。先理論計算與仿真分析了常規(guī)十二脈波不控整流電路存在總諧波畸變率超標的問題。然后，為了降

3、低輸入電流的主要次諧波含量，設計了LC濾波參數以及合理配置陷波器的數目。最終，設計了一臺50kVA的帶復合濾波裝置的十二脈波不控整流電路。在滿載工況下，輸入電流的THD低于3％，滿足技術指標的要求。
　　依據特種等離子切割電源的功率等級要求與可靠性的分析結果，采用移相全橋變換器作為等離子切割電源的DC-DC變換拓撲。先分析了等離子切割電源的工作原理，設計了一種雙閉環(huán)的控制策略，仿真結果表明該策略具有較高的動靜態(tài)性能。在軟件設計中，