交流方波微弧氧化电源及工艺研究

【摘要】随着工业的快速发展,对轻质材料的需求不断增加,但因轻质材料存在耐蚀性、耐磨性差等问题,其应用范围受到了限制。这时,可有效改善材料表面性能的新兴技术——微弧氧化技术,因其具有工艺简单、适用材料广、无污染等特点,成为材料表面处理领域的研究热点。目前,微弧氧化工艺还处于探索和发展阶段,本文提出一种新的微弧氧化工艺即在交流方波模式下的工艺,这种工艺使用工件做极板,可以一次加工两个工件,大大的提高了生产效率。新工艺要求新电源与之匹配,本文主要任务是研制一台MAOAC-10型的微弧氧化电源,这种电源可以输出交流方波、直流恒压、单极性脉冲和双极性脉冲四种模式。微弧氧化电源的设计主要包括主电路设计与控制系统设计两大部分。交流方波微弧氧化电源的主电路采用变压器升压与降压输出两路次级,将次级输出的交流经过智能晶闸管模块整流、电容滤波后输出连续可调的直流,通过四个IGBT构成的全桥斩波电路输出到负载。其中主要的功率器件都采用了相应的保护措施,保证功率器件的安全可靠运行。电源的控制系统由主控系统和辅助控制系统两部分构成。主控系统以单片机80C196KB为控制核心,主要功能为：实现电压、电流及手动调节下参数的采集；产生IGBT的驱动信号；监测IGBT的工作状态、过流、过热等。辅助系统以单片机89C52为控制核心,主要作用是实现各种电参数的设置、电源模式的选择；工作过程电压、电流及工作状态的实时显示。两控制系统之间采用串行通讯,实时传递数据及指令。本文在完成电源设计后进行了调试,从调试结果可知：系统稳定性好、响应速度快,实现了交流方波及其他三种模式的输出,且频率、占空比都连续可调。经过交流方波工艺试验验证了所设计交流方波微弧氧化电源的可靠性、稳定性和适用性,以及交流方波模式应用于微弧氧化技术的可行性。
【作者】谷艳飞；
【导师】陈克选；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】交流方波；微弧氧化；电路设计；80C196KB；工艺试验；

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