振动时效装置的激振器电源设计

摘要

振动时效装置(VSR)是为了解决如何高效的去除金属残余应力而诞生的。传统的以电机带动偏心轮的振动时效装置无论是在节能方面还是处理效果方面都已不能很好的满足工业的要求。在此背景下,一种新型的振动时效设备由此诞生。
　　该新型装备与传统设备的不同之处在于激振器的不同,振子是由一种超磁致伸缩材料压制而成,该振子具有磁致伸缩效应。本文的主要内容是针对该种激振器设计出一款可以满足要求的电源模块,该模块可按需输出最大电流为30A,最大频率为400Hz的脉冲电流。作为一款针对振动时效装置的电源,该电源具有稳定的输出,良好的人机交互界面使操作也更加便捷。
　　本文首先通过分析电源的输入输出关系,以及输入输出量的形式,采用自动控制原理思想建立电源系统的闭环控制回路,通过在输出端增加霍尔电流传感器来检测电流,并将电流转变为电压,使此反馈电压与输入的控制电压做比较,根据比较的结果再调节输出,通过这样的方式建立系统反馈环节,使电源可以在工作过程中动态平衡,确保整个系统稳定工作。
　　其次,根据系统中的电流电压的参数,经过严格计算选取合适的电器元件;并设计了人机交互系统,该分系统可根据输入参数输出可被电源系统识别的输入量,进而控制电源模块稳定可靠的输出。人机交互系统通过Proteus7.5进行电路仿真与测试,结果表明电源模块运行正常,达到了预期的设计要求。
　　最后,为保证电源模块可靠稳定工作,设计中对模块进行一定电磁隔离处理提高系统的抗干扰能理,并通过对设计的电源模块进行进一步分析,发现了一些设计上的不足之处,提出了以集成化功放元件和斩波调压的设计方法,对电源进行进一步的改进工作提供了一种途径。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 课题研究的意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 论文研究的内容

2 激振器电源模块的整体框架设计

2.1 激振器振子概述

2.2 激振器工作方式简介

2.3 激振器电源的技术路线

2.4 电源系统的保护

2.5 调压电机及其供电

2.6 电源系统PID优化设计改进方案

3 电源模块相关器件的选型与参数计算

3.1 搭建二阶系统电路测量激振器的电感值

3.2 功率对管的选择

3.3 电压滤波器的选用

3.4 开关三极管的选择和采压电路的设计

3.5 整流模块选择

3.6 自耦变压器参数的计算

4 电源模块的性能测试

4.1 人机交互系统的调试

4.2 电源频率信号的实现

4.3 电机控制回路的调试

4.4 输入参考电压的调试

5 总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果