基于变步长谐振频率跟踪的超声驱动电源

用于超声清洗的超声驱动电源,压电换能器工作在水中的深度不同会导致其固有串联谐振频率产生偏移,进而使得电源输出处于失谐状态,降低了电源的输出效率.针对该问题,采用了一种基于变步长谐振频率跟踪方法,通过测量逆变桥输出电流有效值与直流电源输出电流平均值,并变步长调节电源的输出频率,使得两者的电流比值达到最小,能够使电源输出恢...     

功率超声电源谐振频率自动跟踪技术

本文针对匹配网络对压电超声换能器谐振频率影响问题,介绍了具有电流反馈式频率跟踪功能的超声发生器的系统结构,阐述了电流反馈式频率跟踪的原理,基于AT89C52设计了相应的硬件控制电路,实现了电流反馈式频率自动跟踪方法,具有实际的工程应用价值。     

基于DDS-DPLL超声波电源频率复合控制研究

频率跟踪是超声波电源的一个非常重要的特性.为解决压电换能器锁相环频率跟踪中存在的跟踪范围狭小、易出现误跟踪和失锁等问题,提出了一种直接数字频率合成技术结合数字锁相环频率跟踪的复合控制方案.试验表明,运用这种频率跟踪方案控制的超声波电源具有有频率跟踪速度快,跟踪准确的优点,可实现系统的稳定、高效运行,提高了电源效率.     

多频率超声振动磨削力分析及实验研究

对纳米复相陶瓷在多频率超声振动条件下的磨削力进行了理论分析,并对在不同磨削参数下的磨削力进行了实验研究。实验结果表明,在不同的超声振动磨削参数下,磨削力都随着频率的增加而减小。通过理论分析与实验结果的比较,发现该模型的理论预测与实验结果吻合。     

复合盘压电超声换能器的径向振动频率方程

提出并研究一种复合盘压电超声换能器的径向振动特性。依据机电类比原理,建立复合系统的径向振动等效电路,并推导出其径向振动频率方程。数值计算表明,当换能器半径比一定时,对给定材料换能器径向共振频率与压电晶片直径的积为常数。此外,径向复合换能器不满足传统的“半波长”级联规律,必须进行整体设计。作为算例,给出常用材料钢、铝和钛与PZT-4复合压电超声换能器的径向共振频率常数与其半径比的拟合关系曲线。试验加工两个径向复合压电超声换能器,并测定其共振基频。结果表明,换能器谐振频率误差小于3%,能够满足工程应用需要。     

振动频率对超声辅助切削的影响

对超声辅助切削而言,刀具振动频率是一项至关重要的影响因子。本文从理论上分析了刀具振动频率对超声切削的影响,并利用有限元软件MSC.Marc建立了超声切削的二维正交热力耦合模型,通过有限元仿真研究了刀具振动频率对切削应力和切削温度的影响规律。     

基于ARM的感应式超声电源

研制了一种基于ARM的感应式超声电源,用于旋转超声加工机床。重点分析了感应式超声电源频率跟踪的工作原理,给出了软件方法进行粗调,硬件锁相环进行细调的频率跟踪方式。设计了以ARM处理芯片为核心的控制电路,并给出系统频率跟踪控制的流程图。实验结果表明,超声电源频率跟踪效果良好,振幅保持恒定。     

超声加工用厚电极换能器振子的频率方程研究

旋转超声加工是加工硬脆材料的一种较好方法。为实现长时间连续稳定工作,必须使用厚电极的超声换能器振子。目前,对厚电极换能器振子的研究较少,使用时一般采用近似计算与试验调整相结合的方法。为精确设计厚电极换能器振子,推导了单个厚电极换能器振子的频率方程,并使用模态试验分析和有限元仿真相结合的方法进行了验证,结果表明:在给定的电极厚度范围内,换能器振子的谐振频率误差小于5％,完全满足工程应用的需要。     

面向超磁致伸缩换能器的超声电源设计与性能分析

面向超磁致伸缩换能器的超声电源相对于传统的压电换能器超声电源存在一定的区别,但是目前这方面的相关研究报道较少。本研究建立了带有无线能量传输装置的等效电路模型,设计了一种面向超磁致伸缩换能器的超声电源。频率源基于直接数字合成(DDS)技术并利用全桥开关放大电路进行功率放大,使用相位和有效值(RMS)计算实现频率追踪策略,从而使该电源具备定频信号输出以及实时频率追踪的功能。最后,对超磁致伸缩换能器超声电源的输出性能进行了测试与分析,结果表明,在开环定频驱动功能下可以输出15～50 KHz的超声信号,在闭环追频驱动功能下可以在工作频率点处长时间稳定驱动超磁致伸缩换能器。此外,文章对面向超磁致伸缩换能器的超声电源进行了升级,并进行实验验证该电源可以实现超过1 kW的大功率输出。     

基于超声波流量计的换能器谐振频率测试

在不增加系统资源的情况下,通过流量计自身的软硬件资源与外部模拟测量信号的紧密结合,自动测试超声波换能器的最佳驱动频率,使得接收信号幅值最大,增强原始信号强度,提高了超声波换能器输出信号的信噪比,使测量结果更加可靠。     

新的超声波振动电源控制模型设计与应用

设计了基于BP神经网络的超声波振动电源控制模型,并应用到新的超声波振动电源中。在730℃铝合金熔体铸造实验过程中,新的超声波振动电源输出频率为19.259kHz~20.086kHz,超声波平均振幅为15.93μm,输出功率为1.073kW~1.203kW,晶粒的平均尺寸为143.63μm,晶粒尺寸大小均匀。系统仿真与实验结果表明,使用新的超声波振动电源控制模型可以提高电源输出功率和频率的精度,有助于超声波振动电源的稳定工作,提高了铝合金的铸造质量。     

静电除尘器用三相/中频电源技术的比较分析

随着电力电子技术和控制技术的不断进步,三相工频可控硅电源和中频IGBT开关电源投入市场应用,为新的国家环保排放标准的实施提供了保障,为常规静电除尘器的更新换代提供了替代方案。本文就三相工频可控硅电源和中频IGBT开关电源的性能和技术进行了对比分析,为静电除尘器电源选型提供参考依据。     

超声振动辅助磨削加工智能控制技术研究

根据超声振动辅助磨削加工的特点,结合检测难易程度和实际需要,选择磨削力比作为输入。利用磨削力检测系统获得磨削力比实时数据,对采样结果进行分析处理。采用分级控制,分别控制超声功率和工件进给速度。将磨削力比的变化和变化率作为模糊控制器的输入,工件进给速度作为控制器的输出。根据模糊控制规则,利用Matlab提供的Simulink仿真模块,对超声振动辅助磨削加工模糊控制系统进行了动态仿真,仿真结果符合模糊策略,进给速度能够随着磨削力比的变化实现调整,从而避免产生磨削烧伤和颤振。     

轴向超声振动辅助磨削的磨削力建模

以单颗磨粒为对象,分析轴向超声振动下磨粒的运动特性。在此基础上,将磨削力分为切屑变形力和摩擦力两部分,分别分析了轴向超声振动对切屑变形力和摩擦力的影响。在切屑变形力方面,轴向超声振动改变了磨粒运动方向与主切削方向间的夹角;在摩擦力方面,轴向超声振动降低了磨粒与工件间的摩擦因数。基于此建立了轴向超声振动辅助磨削的磨削力模型。通过对21Ni Cr Mo5H进行了轴向超声振动辅助磨削的磨削力试验,确定了模型中的常数,并验证了所建模型的正确性。建立的磨削力模型是轴向超声振动辅助磨削的磨削力预测的一种有效方法,对轴向超声振动辅助磨削机理的认识具有较大意义。     

复合管功率超声压电换能器的径向振动特性

在纵向复合压电超声换能器基础上,提出并研究带预应力外壳的径向复合管压电超声换能器的径向振动特性。换能器由径向极化薄壁压电陶瓷圆管与预应力金属圆管外壳径向复合而成。依据机电类比原理,建立起复合系统的径向振动等效电路,并给出其径向振动共振频率方程。结合数值计算例,探讨换能器的共振和反共振频率以及有效机电耦合系数与预应力圆管半径比之间的关系。设计制作4个径向复合管压电超声换能器样品,通过试验测量换能器径向振动共振和反共振频率。结果表明,换能器径向共振频率的理论值与测量结果符合较好,误差小于5%。     

高品质变频电源的设计

介绍一种高品质变频电源。其整流器采用APFC技术，逆变器采用无相差频率跟踪技术，使输入和输出的功率因数都得以提高，这对电网、变频电源和负载的有效运行具有重要意义。     

二维超声振动磨削工程陶瓷磨削力试验研究

在自行研制的二维超声振动磨削系统下对振动磨削工程陶瓷的磨削力进行了实验研究;在相同磨削参数下,与普通磨削的磨削力进行了比较和分析。试验得出:在相同的切削深度下,超声振动磨削力约为普通磨削力的60%-80%;随着超声波功率的增大磨削力减小。     

超声辅助磨削砂轮基体材料的振动性能研究

超声辅助磨削(UAG)砂轮基体材料的振动性能(如谐振频率、振幅、发热情况等)对超声辅助磨削效果具有重要影响。本文采用ANSYS模态分析与实验测量相结合的方法,对Q235钢、45钢、0Cr18Ni10Ti不锈钢、LY12铝合金、TC4钛合金五种材质的超声辅助磨削砂轮基体材料的谐振频率、振幅以及连续振动条件下的发热量进行了对比分析。模态分析与实验测量结果均表明:在上述五种基体材料中,钢类基体的谐振频率和振幅相对最小,LY12基体最大,TC4基体介于二者之间。与此相对应,连续振动10min后,钢类基体温度升高幅度最大,LY12基体温升幅度最小。综合不同材质砂轮基体的振幅及发热情况可知:在连续振动状态下,砂轮基体的温度升高幅度越大,即能量损耗越大,末端振幅测量值越小。     

单片机系统在高频超声电源中的应用

以单片机AT89C51控制的高频超声电源，其功率、频率及相应可进行有效的调节。文章阐述了该系统的工作原理及其软硬件结构。