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金属防腐电源的研究和设计

资 源 简 介

本课题是湖北省科技攻关项目智能爆破与信息防护系统的子课题。金属防腐防腐电源系统研制是该项目的关键之一。      管线运输虽然已成为现代工业和国民经济的命脉,但随着管线的增多,管龄的增长和腐蚀等问题的存在,管道事故频频发生。电化学保护法与防腐涂层联合应用则可弥补防腐涂层缺陷,从而更彻底地抵制金属管道发生腐蚀反应。      本文主要介绍金属防腐电源系统组成结构和控制原理。分别就电源主电路、脉宽调制电路、驱动电路、保护电路,从软硬件两个方面给予了系统的阐述;同时讨论了高频变压器的设计要点,以及对关键元器件的保护措施。金属防腐电源系统分为主电路和控制电路两大部分。主电路采用以IGBT管为主控开关功率转换器件,采用输出功率中等的半桥结构,配以高频变压器和输出整流滤波电路组成本电源的主电路系统;电源控制电路采用以高性能ARM单片机为核心,对整个电源系统进行控制,采用脉宽调制方式来控制电源输出外特性。脉宽调制信号由PWM专用芯片SG3525组成的脉宽调制电路产生。另外在电源主电路、控制电路和软件部分都进行了可靠性与抗干扰设计,系统分析了可能影响电源正常工作的各种干扰及其产生原因,并在多方面采取了相应的抗干扰措施。      本文对防腐电源系统的控制方案、组成方式等进行了分析、设计,构建了模糊—PI双模控制的控制方案。本文介绍了,基于本课题的模糊—PI控制系统的建模方式和方法,完成了模糊和PI模块的搭建。并且与纯PI控制方式进行比较,体现新控制方案的可行和先进性。文章希望通过智能控制方法的引入,改善和提高系统的控制精度和品质,提高抗干扰能力。      本文主要的创新点在于将IGBT+ARM的硬件系统引入金属防腐电源系统的设计和将现代控制方法(模糊—PI双模控制)引入到金属防腐电源系统的控制。本文,通过Multisim和Matlab仿真完成主电路和控制方案的验证,初步验证了的硬件电路设计方案和智能控制算法的可行性。

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