高效電弧電漿技術及其套用

《高效電弧電漿技術及其套用》是2018年4月華南理工大學出版社出版的圖書，作者是王振民。《高效電弧電漿技術及其套用》可以作為高等院校機械工程、焊接工程、工程熱物理等專業高年級學生及研究生的參考用書，也可以供從事等離子加工、特種電源、資源環保等方面研究的廣大科技人員參考。

基本介紹

• 中文名：高效電弧電漿技術及其套用
• 作者：王振民
• 出版社：華南理工大學出版社
• ISBN：9787562353904 

內容簡介

《高效電弧電漿技術及其套用》以電弧電漿能量的可靠增強、高效變換以及精確控制為目標，以大功率逆變式電漿電源為核心，較系統地闡述了大功率高效電弧電漿系統的組成結構、工作原理，以及具體的實現方法、最佳化措施和套用情況。主要內容包括：電弧電漿的特點、產生方法、工作方式等基礎知識；電弧電漿發生器的分類、基本工作原理、結構及特點；直流大功率電弧電漿電源能量的高效變換技術；大功率變極性電漿電源能量的高效變換技術；電漿能量的精密數字功率轉換技術；電弧電漿電源系統功率增強方法；強電漿能量可靠傳遞最佳化設計方法；電弧電漿工藝過程的數位化管理；高效電弧電漿技術在工業固廢處理、核廢料清潔處理、清潔點火、煤化工、焊接、切割、增材製造、噴塗、鍍膜等領域的套用等。

　　《高效電弧電漿技術及其套用》可以作為高等院校機械工程、焊接工程、工程熱物理等專業高年級學生及研究生的參考用書，也可以供從事等離子加工、特種電源、資源環保等方面研究的廣大科技人員參考。

圖書目錄

1 電弧電漿基礎知識

1．1 電弧電漿的產生

1．2 電弧電漿的特點

1．3 電弧電漿的工作形式

1．4 電弧電漿特性

1．5 電弧電漿系統及其現狀

1．5．1 電弧電漿系統的構成

1．5．2 電弧電漿系統的現狀及發展趨勢

2 電弧電漿發生器

2．1 約束型電弧電漿發生器

2．1．1 約束型電弧電漿發生器的特點

2．1．2 約束型電漿發生器的設計要求

2．1．3 電弧電漿發生器的基本結構形式

2．2 再約束型電弧電漿發生器

2．2．1 機械約束

2．2．2 氣體再約束

2．2．3 水再約束

2．2．4 磁場再約束

2．3 自由電弧電漿發生器

3 直流電漿電源能量的高效變換技術

3．1 電漿電源的分類及其發展

3．1．1 電漿電源的分類

3．1．2 電漿電源的發展

3．2 主電路拓撲結構的選擇

3．3 全橋硬開關逆變式電漿電源

3．3．1 硬開關換流原理

3．3．2 驅動波形測試

3．3．3 主變壓器二次側波形測試

3．3．4 主變壓器一次側電流波形測試

3．3．5 快恢復整流電壓波形測試

3．3．6 IGBT電流及電壓波形

3．4 全橋軟開關電漿電源技術

3．4．1 全橋軟開關技術的發展

3．4．2 移相全橋軟開關逆變拓撲結構分析

3．5 改進型的移相零電壓軟開關電路

3．5．1 軟開關換流原理及過程

3．5．2 系統仿真研究

3．5．3 基於飽和電感阻斷的ZVS軟開關電路特點

3．5．4 諧振換流參數的設計

3．5．5 實驗研究及分析

3．6 ZVZCS軟開關變換技術

3．6．1 軟開關換流過程

3．6．2 實現ZVS和zCS的條件及策略

3．6．3 仿真研究和功率實驗分析

3．7 軟開關與硬開關電源的比較

4 大功率變極性電漿電源能量的高效變換技術

4．1 變極性拓撲基本結構及原理

4．1．1 變極性電源的結構組成

4．1．2 變極性電源工作原理分析

4．1．3 電流換向過程高壓穩弧原理

4．2 關鍵部件參數設計與選型

4．2．1 工頻整流橋的選擇

4．2．2 輸入濾波電容的選擇

4．2．3 功率開關管IGBT的選擇

4．2．4 功率變壓器的設計

4．2．5 諧振電感的設計

4．2．6 快速整流二極體的選擇

4．2．7 輸出濾波電感的設計

4．2．8 後級逆變橋IGBT的選擇

4．2．9 尖峰抑制吸收電路的設計

4．3 系統仿真及結果分析

4．3．1 仿真環境及仿真電路原理

4．3．2 前級逆變電路的仿真

4．3．3 後級逆變電路的仿真

4．4 實驗研究及驗證

4．4．1 雙逆變橋驅動波形

4．4．2 主變壓器波形測試

4．4．3 前級逆變橋開關波形

4．4．4 後級逆變橋輸出波形

4．4．5 實際工藝過程波形

5 電漿能量的精密數字功率轉換技術

5．1 數字功率轉換基礎

5．2 數位化控制系統的結構與功能

5．2．1 DSC控制器及其最小系統

5．2．2 JTAG調試電路

5．2．3 外圍電路供電電源

5．2．4 IGBT驅動電路

5．2．5 一次側過流保護電路

5．2．6 電流電壓反饋電路

5．2．7 DA光耦隔離與放大電路

5．2．8 系統故障檢測與保護電路

5．2．9 通信接口電路

5．2．1 0I／O接口電路

5．3 人機互動的數位化

5．3．1 數位化面板

5．3．2 可視化人機互動系統

5．4 數位化控制軟體的設計

5．4．1 Keil軟體開發工具

5．4．2 FreeRTOS實時核心

5．4．3 任務設計及管理

5．4．4 數字PWM的產生

5．4．5 數字調節規律

5．5 電源性能測試

5．5．1 靜特性測試

5．5．2 動特性測試

5．5．3 能效測試

6 電弧電漿電源系統功率增強方法

6．1 基於仿生學的電源系統最佳化方法

6．1．1 人體系統的可靠性機制

6．1．2 電弧電漿電源仿生最佳化的實踐

6．2 多智慧型節點型功率模組的數位化協同

6．2．1 數字協同網路的選擇

6．2．2 CAN協同網路的延時問題

6．2．3 CAN網路協同程式設計

6．2．4 CAN網路協同控制實驗

6．3 並聯均流策略

6．3．1 常用均流方法工作原理

6．3．2 數字均流策略

6．3．3 實際均流效果

6．4 智慧型冗餘策略

6．4．1 智慧型冗餘的實現方法

6．4．2 智慧型冗餘效果測試

7 強電漿能量傳遞可靠性最佳化設計

7．1 雙閉環控制策略

7．1．1 電流模式反饋控制

7．1．2 平均電流一峰值電流雙閉環控制

7．1．3 雙電流閉環控制的特徵

7．1．4 峰值電流控制電路設計的關鍵問題

7．2 功率變壓器的偏磁校正

7．2．1 變壓器偏磁過程分析

7．2．2 隔直電容的偏磁抑制作用

7．2．3 雙閉環控制的偏磁調節作用

7．3 驅動可靠性設計

7．3．1 高頻驅動要求

7．3．2 脈衝變壓器驅動電路

7．3．3 基於非神經超前反饋與保護的高頻驅動技術

7．3．4 新型驅動器驅動實驗

7．4 系統抗干擾措施

7．4．1 干擾源分析

7．4．2 硬體抗干擾措施

7．4．3 軟體抗干擾措施

7．4．4 具體抗干擾措施實例

7．5 逆變器的熱設計

7．5．1 IGBT功耗和散熱設計

7．5．2 功率變壓器的熱設計

7．5．3 過熱保護

7．6 新一代寬禁帶器件對電漿系統綜合性能的提升

7．6．1 WBG半導體材料的特點

7．6．2 WBG功率器件對電漿逆變器性能的提升

7．6．3 基於wBG功率器件的新一代電漿逆變器

8 電弧電漿工藝過程的數位化管理

8．1 電弧電漿系統的數位化集成

8．1．1 電弧電漿系統的結構及功能

8．1．2 綜合管理系統的構成

8．2 綜合管理系統界面開發

8．2．1 MATLAB與VB混合編程的實現方法

8．2．2 通信界面的設計

8．2．3 波形顯示模組的設計

8．2．4 綜合管理系統的通信接口及波特率的選擇

8．2．5 通信界面任務的設計

8．2．6 在線上實驗

8．3 數據採集、處理及分析

8．3．1 數據採集與數位化處理

8．3．2 數據的分析方法

8．3．3 小波變換分析技術

8．3．4 數據採集及處理流程

8．4 圖像與電信號的多信息協同感知與分析

9 高效電弧電漿技術的套用

9．1 工業固廢電漿清潔處理技術

9．1．1 電子廢棄物的電漿資源化處理

9．1．2 工業固廢的電漿減量化、清潔化處理

9．1．3 危險固體廢棄物的電漿清潔處理

9．2 核廢料電漿清潔處理技術

9．2．1 電漿離心處理系統

9．2．2 電漿氣化熔融廢物處理技術

9．2．3 電漿減容設備

9．2．4 廢樹脂電漿處理技術

9．3 電弧電漿清潔點火技術

9．3．1 電漿無油點火技術

9．3．2 電漿點火技術在發動機點火中的套用

9．4 煤化工中的電漿清潔生產技術

9．4．1 熱電漿裂解煤制乙炔技術

9．4．2 電漿煤氣化制合成氣技術

9．4．3 等離子法合成碳納米管技術

9．4．4 等離子裂解煤制炭黑技術

9．5 高性能等離子弧切割技術

9．5．1 等離子弧切割特點

9．5．2 等離子弧切割分類及其套用

9．5．3 中厚板等離子弧切割設備及工藝

9．5．4 磁再約束等離子弧精細切割

9．6 等離子弧焊接

9．6．1 通用等離子弧焊接方法

9．6．2 等離子一複合熱源焊接

9．6．3 機器人VPPA等離子弧焊接

9．6．4 等離子弧焊接的不足及缺陷

9．6．5 等離子弧焊接的套用範圍

9．7 等離子弧增材製造

9．7．1 絲材熔積等離子弧增材製造原理

9．7．2 等離子弧增材製造的進展及問題

9．8 等離子弧噴塗

9．9 電漿鍍膜

參考文獻