论文部分内容阅读
电子帘是利用电子束加速器原理进行加工的一种工业化辐照设备,基于电离辐射的原理对材料进行加工。主要由真空室、电子枪、加速电源和控制系统构成,是一种发射帘状电子束的低能高压设备, 电子帘的加速电源是一种大功率高压直流电源。它是电子帘的核心部件,为电子束提供加速电压,在辐照中起着关键作用。在辐照加工领域,国外发展状况较好,国内在低能电子束辐射加工领域几乎处于空白。针对传统大功率直流高压电源的缺陷和电子帘的工作特点,本文将一种直接交流变换器和12脉波整流拓扑应用于加速电源,提高了电源容量、变换效率、减小设备占地体积、加强了电源的稳定性。通过仿真表明,满足工业辐照需求。 本文设计了一台300kV,180kW的加速电源。研究了电子帘加速电源原理,针对高稳定性、容量大的工业需求和目前提倡的高效节能、高智能化、数字化理念,设计了一款新型的电子帘加速电源。采用AC-AC-DC的输出模式,即三相380V工频交流市电输入→交流变换器→低通滤波器滤波→三相升压变压器升压→高压整流滤波器,输出为负高压直流达300kV,输出功率180kW。通过对比研究,确定了基于Buck型的AC-AC直接斩波器和12脉波整流方式。研究了等脉冲调制下交流斩波器以及高压整流滤波器的工作模式和特点,选择了符合电子帘的斩波+整流工作模式。 控制系统上选用F28335 DSP为CPU,构建最小系统。控制策略为电压闭环的数字化控制。加强电源数字化程度,提高电源的抗干扰性和响应速度。设计了功率开关管驱动电路、过零点同步检测电路、采样电路、电源辅助电路。设计了高压过压、束流过流和紧急停机的保护方案,保证了加速电源的可靠性。最后建立基于Saber的仿真模型并验证。