环氧树脂固化过程及其介质损耗因数测试系统研究

论文摘要

随着科学技术的发展,材料科学特别是聚合物科学的发展给环氧树脂带来了更多的应用领域,环氧树脂脆、抗冲击性差、耐热性有限等缺点在一定程度上被改善。现今的环氧树脂以其稳定性好、阻燃难燃、绝缘性好等性能广泛应用于航空航天、电力产品等领域。环氧树脂的性能不仅取决于它本身的结构、固化原料的配比,也取决于它的固化工艺。在固化过程中由于固化炉内固化物内外层温度的差异,不能正确掌握固化程度,以至于影响环氧树脂性能。所以,对环氧树脂固化过程的监测就显得尤为重要。本文介绍了环氧树脂固化过程中环氧树脂的物理、化学变化,以及介质损耗测量的原理和介质损耗的测量方法;介质损耗的来源是极化损耗、漏导损耗等,并推导出松弛极化的强度公式。本课题搭建了测试平台,根据介质损耗因数随温度变化曲线,确定固化工艺制度。介质损耗的测试系统,大体分为三部分:控制部分、采集部分和逆变电源部分。本课题设计了变频测量系统中的主要核心部分—单相逆变电源。逆变电源的控制部分的主控芯片采用TMS320LF2407 DSP和TI公司的MSP430F149单片机;逆变电路部分采用EXB841芯片对IGBT进行驱动,其中IGBT的导通和关断是由正弦脉宽调制来实现,最后对逆变电源部分采用MATLAB软件进行仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 环氧树脂
• 1.2 环氧树脂的应用领域
• 1.2.1 环氧树脂在航空航天领域中的应用
• 1.2.2 环氧树脂在电力产品中的应用
• 1.2.3 环氧树脂在其它领域中的应用
• 1.3 环氧树脂的固化与监控
• 1.3.1 环氧树脂固化过程监测的意义
• 1.3.2 环氧树脂的固化
• 1.3.3 环氧树脂固化过程的监测方法
• 1.3.4 固化度测定方法
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 环氧树脂固化过程与介电性能分析
• 2.1 环氧树脂的固化过程的物理变化及化学变化
• 2.2 介质损耗原理及测量方法
• 2.2.1 介质损耗原理
• 2.2.2 介质损耗的测量方法
• 2.3 介质损耗因数相关试验测试
• 2.3.1 实验仪器
• 2.3.2 实验材料
• 2.3.3 样片的制作方法
• 2.3.4 固化制度的确定
• 2.3.5 介质损耗因数的测量
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于准同步算法的介质损耗因数计算
• 3.1 准同步谐波分析法简介
• 3.1.1 基本原理
• 3.1.2 信号调理电路附加相位差的消除
• 3.2 准同步法算法实现
• 3.2.1 准同步算法的分类及选择
• 3.2.2 准同步法的具体实现
• 3.2.3 误差分析
• 3.2.4 准同步法在DSP 中的实现
• 3.3 本章小结
• 第4章 介质损耗因数测试系统设计
• 4.1 系统方案
• 4.1.1 变频电源
• 4.1.2 控制系统
• 4.1.3 弱信号采集
• 4.2 单相逆变电源的设计
• 4.2.1 逆变电路的驱动
• 4.2.2 SPWM 控制技术
• 4.3 系统软件流程
• 4.4 逆变电路仿真
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录