在特殊形狀物體清洗過程中,超聲清洗是一種新型的清洗方法.超聲波發(fā)生器作為超聲清洗電源,是超聲波清洗設備的重要組成部分.本文針對超聲波發(fā)生器研制中存在的關鍵技術問題,分別對主回路、聲學系統(tǒng)諧振頻率自動跟蹤系統(tǒng)和輸出功率控制系統(tǒng)進行研究和設計,并且進行了實驗驗證與分析.主回路是超聲波發(fā)生器功率傳輸系統(tǒng),它的可靠性對整個系統(tǒng)十分關鍵.論文主要對EMI濾波電路、APFC、逆變橋、高頻脈沖變壓器和匹配網(wǎng)絡進行研究和設計.在超聲波發(fā)生器中,聲學系統(tǒng)諧振頻率自動跟蹤技術是保證輸出效率的關鍵因素.論文在分析壓電陶瓷換能器在諧振點附近等效電路的基礎上,采用相位控制頻率調制技術,利用數(shù)字鎖相環(huán)建立了一種新型的包含鑒相、低通濾波、壓控振蕩器、調節(jié)器的動態(tài)頻率自動跟蹤系統(tǒng),使超聲波發(fā)生器工作在最佳狀態(tài).當被清洗物件放入清洗槽中之后,由于超聲波發(fā)生器的負載發(fā)生了變化,導致其輸出功率隨之降低.這樣就會影響到清洗的效果,為了解決這個問題就必須對輸出功率進行控制.本文巧妙的利用了APFC電壓反饋網(wǎng)絡可以調節(jié)輸出電壓的特性,采用單片機控制數(shù)字電位器的方法調節(jié)APFC的電壓反饋網(wǎng)絡的參數(shù),從而達到控制輸出功率的目的.在理論分析和電路設計的基礎上,研制了一臺500W超聲波發(fā)生器樣機.本樣機基本實現(xiàn)了聲學系統(tǒng)諧頻率自動跟蹤,顯著提高了換能器的轉換效率;同時實現(xiàn)了功率控制,降低了超聲波發(fā)生器功率損耗,減少了體積,增加了輸出功率監(jiān)控,促進了較大功率超聲波發(fā)生器的發(fā)展.

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