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钢轨闪光焊交流方波电源研制与工艺调试

作　者: 秦巍
导　师: 骆德阳
学　校: 西南交通大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 闪光焊晶闸管全桥整流 IGBT逆变接口电路
分类号: U213.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
引　用: 1次
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内容摘要

现代铁路为完成重载、高速运输,普遍采用铺设无缝线路的方法来改善轨道结构。UN5-150移动式钢轨闪光焊机在铁路建设了中得到了广泛的应用,该电源系统结构简单,易于控制,具有稳压调压功能。但UN5-150钢轨闪光焊机主回路只用了三相交流电中的两相,使得发电机组供电不均衡,不利于发电机的工作；同时通过晶闸管后的电压是缺角的正弦交流电压,在钢轨焊接过程中,闪光主要集中于交流电压较高的时候,而在电压较低的时候闪光较弱,闪光较弱时保护不好,可能会引起焊缝有缺陷,影响焊接接头的质量。本文针对UN5-150闪光焊机原电源系统的不足,提出了新的思路,即采用方波电源取代原电源系统。从发电机组输出的三相交流电通过三相全控桥式整流得到一个直流电,在整流电路中,选用KP2400-16晶闸管作为整流器件,选用通用的风冷散热器SF17,采用KL-HYHL移相触发控制系统作为晶闸管移相触发系统；经过一级LC滤波；再经过全桥逆变得到交流方波,在逆变回路中,选用CM1600HC-34H的IGBT模块作为逆变器件,具有开关速度快、驱动功率小、饱和压降低等优点,控制回路采用TL494产生高频脉冲,经过4015和4098组成的分频和死区调整电路,得到一个50Hz的控制信号。本文完成了方波电源的设计与制作,设计并制作了方波电源与闪光焊控制系统的接口电路,完成了方波电源与UN5-150焊机的联合调试,进行了空载试验和焊轨试验。试验表明,系统实现了程控调压及稳压；空载时,焊接各个阶段正常,交流方波正负半波对称,焊接变压器原边电压严格受PLC给定值控制；现已成功进行了钢轨焊接。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-17
  1.1 课题研究背景及现状  10-13
    1.1.1 课题研究背景  10-12
    1.1.2 逆变电源的发展及应用  12-13
  1.2 闪光对焊的原理及工艺过程  13-15
    1.2.1 闪光对焊的原理  13-14
    1.2.2 闪光对焊的工艺过程  14-15
  1.3 课题研究的意义及内容  15-17
    1.3.1 课题研究的意义  15-16
    1.3.2 课题研究的内容  16-17
第2章整流电路和滤波电路的设计  17-31
  2.1 整流电路主回路设计  17-20
    2.1.1 晶闸管的选用  18-20
    2.1.2 晶闸管的保护  20
  2.2 整流电路控制回路的设计  20-23
    2.2.1 晶闸管对触发电路的要求  21-22
    2.2.2 触发电路的选用  22-23
  2.3 滤波电路的设计  23-26
  2.4 电路调试  26-31
第3章逆变电路的设计  31-48
  3.1 逆变主回路的设计  31-36
    3.1.1 IGBT的选用  32-34
    3.1.2 IGBT的缓冲保护  34-36
  3.2 控制回路的设计  36-42
    3.2.1 脉冲形成电路的设计  37-39
    3.2.2 分频电路和死区调整电路的设计  39-41
    3.2.3 过流保护电路的设计  41-42
  3.3 驱动电路的设计  42-45
    3.3.1 对驱动电路的要求  42-43
    3.3.2 驱动电路的设计  43-45
  3.4 电路调试  45-48
第4章方波电源与闪光焊控制系统接口电路设计及系统调试  48-69
  4.1 接口电路的设计  48-54
    4.1.1 接口电路设计的要求  48-49
    4.1.2 接口电路的设计  49-51
    4.1.3 触发板外围电路的修改  51-54
  4.2 PLC程序的修改  54-57
  4.3 焊机调试  57-64
  4.4 调试结果分析及展望  64-69
结论  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  74

钢轨闪光焊交流方波电源研制与工艺调试

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