超聲波鑄造用數(shù)字式頻率跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在鋁合金凝固過程中引入超聲物理場對其進(jìn)行調(diào)控，對提高鑄錠凝固質(zhì)量與材料方面性能具有重要作用。超聲波電源作為超聲鑄造系統(tǒng)中核心部件，其性能優(yōu)劣將直接影響超聲振動系統(tǒng)的動力學(xué)特性，進(jìn)而影響超聲波處理熔體的效果。本文結(jié)合超聲鑄造的工藝特點(diǎn)，針對超聲鑄造過程中換能器諧振頻率變化范圍大，現(xiàn)有超聲波電源難以穩(wěn)定跟蹤的問題進(jìn)行了新一代超聲波數(shù)字式電源系統(tǒng)的研制。確定了二極管不控整流、斬波調(diào)功、全橋逆變調(diào)頻的總體設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)研究了模糊控制與鎖相環(huán)電路

2、相結(jié)合的頻率控制和功率調(diào)節(jié)方法，同時分析了振動系統(tǒng)的負(fù)載阻抗特性，并進(jìn)行了相應(yīng)的匹配電路設(shè)計(jì)，最后對所設(shè)計(jì)的電源進(jìn)行了系統(tǒng)仿真、振幅測試與鋁合金超聲波鑄造實(shí)驗(yàn)，研究與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　(1)采用模糊控制與鎖相環(huán)電路相結(jié)合的頻率控制方法，能夠快速地進(jìn)行大范圍的頻率調(diào)節(jié)并能在較窄的頻率范圍內(nèi)精確快速鎖定振動系統(tǒng)的諧振頻率。
　　(2)設(shè)計(jì)的調(diào)諧電感及高頻變壓器，可以有效地對振動系統(tǒng)負(fù)載進(jìn)行調(diào)諧匹配和阻抗匹配，提高了電源的輸出功