变频系统中交流电弧故障特性及检测技术

目前,交流电弧故障特性分析基本上都是基于恒频系统,先进飞机交流电源系统向变频电源方向发展,频率变化范围为360～800 Hz。交流电弧故障的特征量如电流变化率、平肩段比例、谐波分量等都会随着频率而变化,因此恒频系统的电弧故障检测算法无法完全适用于变频系统中。基于此,本文搭建了交流电弧故障实验平台,在115 V/360～800 Hz条件下模拟了串行和并行电弧故障。在此基础上,分析了不同频率条件下故障电流的变化规律,从时域和频域角度研究了交流电弧故障电流的特征,提取了电流有效值的标准差、奇次谐波功率和、偶次谐波功率和作为变频系统电弧故障检测的特征量,最后设计并验证了交流电弧故障检测算法的有效性和可行性。     

交变间歇磁场电源的研制及在TIG焊接中的应用

研制了一种新型的交变间歇磁场电源,对电源的电路及控制程序进行了设计,采用键盘输入参数的方式设置交变频率及占空比,参数调节直观方便。利用该电源产生的交变间歇磁场作用于低碳钢TIG焊接过程,探索外加磁场的交变频率对焊接电弧的形态以及焊缝熔宽的影响,并对磁场作用于焊接的机理进行了探讨。试验结果表明:随着磁场交变频率的增大,焊接电弧的形态上部收缩,下部扩张,左右摆动幅度增大,且焊缝熔宽也增大。     

微机控制能量补偿型TIG焊电源的研究

本文通过对电弧形态的分析，弧长波动对熔宽和电弧电流分散度的影响等测试，提出在纯氩气氛中，当弧长波动时，欲使有效热功率恒定，最佳电源外特性应用是能量补偿型电源外特性，通过大量薄板ＴＩＧ焊接实验，建立了能量补偿电源外行性数学模型，并成功地研制了８０９８单片微机控制的能量补偿型ＴＩＧ焊电源系统。     

基于数据采集的变速恒频（VSCF）电源系统交流畸变检测研究

ＶＳＣＦ电源是飞机的关键部件，其输出电压质量必须满足军标。必须快速精确地检测出交流畸变故障。本文详细地介绍了基于数据采集的ＶＳＣＦ电源交流畸变故障检测技术。首先，详细阐述了基于快速傅立叶变换的检测方案和频谱混叠现象的原理，给出了采样频率选择依据。重点介绍了数据采集电路方案，采用８０９６ＢＨ单片机系统，设计出电气隔离及抗干扰电路；抗混频率滤波器；ＭＡＸ１２０高速Ａ／Ｄ转换器及其接口电路。此外还给出了     

应用于磁悬挂系统的200V─6OA晶体管斩波器

在大功率磁悬挂系统中，电磁铁电流必须采用开关频率较高的大功率斩波器来调节。本文介绍一个用于磁悬挂系统的大功率晶体管斩波器，它的工作电源电压为２００Ｖ，输出电流为６０Ａ，斩波频率为２ｋＨｚ，试验负载从阻性到感性，电感量达２．５Ｈ。该斩波器在一个单自由度大功率磁悬浮试验装置中完成了磁悬挂控制试验。该斩波器由不对称半桥、开关辅助网络、最优基极驱动电路ＵＡＡ４００２、一次脉冲源ＭＣ３４０６０及电流反馈环等部分构成，具有多种保护功能和良好的传输特性线性度。     

变极距直线感应电机控制系统建模仿真分析

由于物体弹射过程极短，传统型直线电机通过变频控制推力输出，需高性能逆变器配合，变极距长初级短次级双边直线感应电机不同弹射位置的电机极距不相等，可以保持供电电源电流频率恒定情况下，产生恒定电磁推力输出，简化直线电机控制方式，更高效地完成弹射指标任务。设计极距变化型长初级直线感应电机，完成待加速物体弹射任务，计算机建模分析恒频电流供电时的控制方式。推导在q-d-0坐标系下的电机电压、电流和磁链方程，搭建电机数学仿真模型。利用Simulink构建仿真分析模型，在不考虑外界因素的影响下，完成由变极距直线感应电机提供电磁推力的控制分析。变极距直线感应电机采用恒定电压、恒定频率电源供电，控制方式较传统电机更为简易，更有利于控制短时间弹射任务。     

用于电火花加工的两级式电流型变换器研究

脉冲电源是电火花加工系统中重要的组成部分之一，其性能直接影响电加工的工艺指标。与一般电源比较而言，它是按一定规律周期性地向负载提供所需的电功率，工作过程中存在着很强的扰动性。本文分析了无阻电流型电火花脉冲电源变换器的工作原理，提出了一种新型两级式结构的无阻电流型电火花脉冲电源变换器的电路拓扑和控制方案，给出了脉冲发生电路和输出过压保护电路的设计方法。制作了输出电流为20A的原理样机，通过实验波形分析，验证了电路拓扑和控制方法的正确性，为该类电源变换器的进一步研究打下了良好的基础。     

铝合金复合焊旁路焊接参数对焊缝成形的影响

由于铝合金线膨胀系数大,热导率高,焊接时热输入向母材一侧快速流动,在较大的热输入情况下容易使产生熔透不均匀、焊接变形、塌陷等问题。因此,本研究通过TIG-MIG复合焊试验,在改变焊接工艺参数的条件下,研究了旁路脉冲TIG中峰值电流、脉冲频率以及脉宽占空比分别对焊缝熔宽、余高和熔深的影响,并获得了参数阈值,为实现铝合金控制热输入的高效焊接提供了参考。     

非正弦网络功率的分析

对于某些谐波频率来说,非线性负载或者是周期性时变负载不应该被认为是吸收能量的,而是作为电源来看待,这种现象可以用它的等效电路来解释。这种等效电路通常是由谐波电源和无源元件组成,这一等效电路产生的功率现象要比线性电路复杂得多。由于这些现象决定了输电效率及功率因数改善的可能性,影响了能量的计算,所以,有必要深入理解这些现象。本文提出的非正弦网络功率的分析方法是将视在功率分解成四个分量:有功功率、分散功率、无功功率、外加视在功率。这四个功率分量与有功电流、分散电流、无功电流三个具有不同物理意义、相互正交的电流分量有关。文章举了一个例子说明了各功率分量、电流分量的计算。     

镁钢异种材料TIG熔钎焊接接头力学性能分析

采用交流TIG焊对AZ31B镁合金和镀锌钢异种材料进行了搭接熔钎焊的研究,通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,并采用拉剪试验机测试了不同工艺参数下接头的力学性能。结果表明:TIG焊是一种适用于镁合金和镀锌钢异种材料连接的有效方法,镀锌钢表面的Zn能使熔化的镁合金很好的润湿并与镀锌钢作用,使得镁-钢能形成较为理想的搭接接头。焊接速度65 mm/min,焊接电流50 A,保护气体流量为15 L/min时接头拉剪强度可达154.73 MPa;最佳参数范围为:焊接电流40~60 A,焊接速度60~70 mm/min。     

全位置自动焊管机TIG焊电源研制

本文介绍了一种适用于管－管、管－板对接的全位置自动TIG焊晶体管电源，该电源采用可编程控制器控制，具有直流／脉冲功能，焊接参数在4个区间内可分别预测，试验表明，该电源区间过渡时电弧稳定，抗干扰能力强，焊缝均匀、连接。     

CO2焊模糊波控逆变电源与平特性逆变电源焊接性能对比研究

本文介绍了CO2 焊模糊波控逆变电源的原理 ,对其焊接性能与带电子电抗器的平特性逆变电源作了对比研究。结果表明 :模糊波控逆变电源无论在焊接飞溅量 ,焊缝成型及可控性 ,还是在焊接过程的稳定性上都较带电子电抗器的平特性逆变电源有很大的提高。并对其原因进行了探讨     

CO2焊外加纵向磁场的数值计算

针对CO2焊时与电极同轴的单个轴对称空心圆柱线圈在励磁电流作用下产生的外加磁场，采用积分方程法建立了磁控CO2焊外加纵向磁场的计算模型，对CO2焊外加磁场进行了数值计算，该方法具有模型简单、计算速度快和精度高等优点，并与实际测量结果进行了比较。计算及实验结果表明，利用所建模型计算得出的外加纵向磁场分布是准确的、可靠和有效的。     

一种适用于多波和半波点焊的恒流控制方法

影响点焊电流恒定输出的主要因素是网压波动和二次回路阻抗的变化，二次回路阻抗变化会导致负载功率类数角变化。理论分析表明：焊接电流有效值反映了网压波动和负载功率因数角的变化情况，对二者进行补偿，可实现恒流控制。本文所设计的恒流控制系统采用了恒热量输出的控制方式，利用焊接前检测网压有效值的方法，对网压波动和负载功率因数进行补偿，不断调整可控硅触发角，以保证恒流输出。实验结果表明：该控制系统既克服了因焊接电流来不及参与反馈控制调节而不能保证半波点焊恒流输出的缺陷，同时也适用于多不波点焊的恒流控制。     

高速CO2焊接过程稳定性分析

利用汉诺威焊接质量分析仪,检测CO2焊短路过渡过程的电参数信号,研究高速焊接情况下燃弧时间与短路过渡周期的变化规律,分析了高速CO2焊接过程中短路过渡各个电参数对焊接过程稳定性的影响。对短路与燃弧阶段的电流、电压波形进行分析,认为波形控制可以有效改善焊接过程的稳定性。     

稀土永磁方波无刷直流电动机调速系统的实验研究

稀土永磁方波无刷直流电动机是静止功率变换器和电机设计相结合的产物，本文分析了稀土永磁方波无刷直流电动机的控制性能，指出它具有电机磁定向控制简化为磁极位置控制的特点，从而控制简单又提高控制性能，为此在稀土永磁方波无刷直流电动机调速系统中，采用了两态稳频电流调节器，ＰＷＭ电子换向器，电流分时反馈等具有特色的线路设计，实验结果表明，该调速系统体现了静止功率变换器与电机配合运行的特点，验证了稀土永磁方波无     

电励磁双凸极电机起动全过程励磁控制策略

电励磁双凸极电机由于励磁电流可控制,用于起动工作时理论上能够调节励磁电流实现恒功率控制。但是由于双凸极电机的非线性特性导致其反电势为不规则方波形状,类似直流电机采用相电压反馈控制励磁电流实现恒功率控制困难较大。本文在双凸极电机恒转矩起动阶段,恒流控制励磁电流,根据起动机转速反馈实现控制模式的平稳切换;在恒功率阶段利用三相端电压整流值间接测量反电势来控制励磁电流,实现双凸极电机弱磁控制,保证恒功率阶段电机的出力最大。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

用于弧焊机器人焊缝纠偏的高速旋转扫描电弧传感器

介绍高速旋转扫描电弧传感器的特点、结构、典型玻口焊缝信息识别方法以及应用于弧焊机器人中实现焊缝纠偏的系统构成,提出了应用中需要解决的问题。     

直流电弧加热器多电极运行技术试验研究

多电极运行是提高直流电弧加热器大电流运行可靠性的有效途径。通过对双阴极/单阳极和双阴极/双阳极电弧加热器多电极运行调试,探寻了镇定电阻匹配方式、气体流量和电流等参数对多电极中各电极电弧电流分配特性的影响。结果表明,镇定电阻匹配方式是影响多电极稳定运行的关键因素,气体流量和电流等运行参数对电弧电流分配影响较小;对于双阴极/单阳极电弧加热器,只有在内外阴极同时连接镇定电阻,并且满足一定电阻差时,才能将电弧电流稳定分配到各个子电极上;对于双阴极/双阳极电弧加热器运行时,不论内外阳极是否连接镇定电阻,只要内外阴极连接镇定电阻,电弧电流均可稳定分配到各个子电极,并且电流分配比例可根据镇定电阻的匹配方式进行调节;多电极运行时,宜选用电流分配均匀,电能损耗小的电阻匹配方式。