随着应用领域不断推广钛金属日益被人们重视,被誉为现代金属和战略金属,是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。作为钛熔炼系统重要组成部分,钛熔炼直流电源性能的稳定性对提高产品质量起着至关重要的作用,因此研制安全可靠、稳定性好、控制品质优良、适应性和自动控制出色的大功率直流电源系统具有重要的战略意义和良好的社会效益。论文首先阐述真空自耗电弧熔炼原理,结合等离子电弧特性,归纳钛熔炼直流电源应具有的主要性能。其次论文根据熔炼工艺需求,确定电源电气设计方案,并通过不同形式整流电路特点的分析比较,选择6脉波双反星带平衡电抗器电路作为主回路线路,同时论文详细分析了电路的工作原理。本文以TMS320F28335作为设备稳流控制核心器件,附以CPLD芯片实现电源的数字控制。根据晶闸管门极伏安特性,论文对晶闸管触发系统进行理论分析,详细介绍其硬件电路设计,主要包括DSP芯片、CPLD外围电路、A/D采集电路、三相同步电路等。设备采用S7-200系列PLC实现系统的逻辑控制,并基于MODBUS协议建立PLC系统与数字触发控制系统间的通信,进而完成对电源运行状态的监控,包括设备故障检测及给定值的设置等。这些电气数据和运行状态信息反馈至远程控制系统,实现了熔炼工艺数据与电气数据的传输,提高了设备的自动化程度。搭建了符合熔炼工艺特点的实验平台,并进行起弧和运行阶段的模拟测试,相应测试数据表明设备运行稳定,起弧成功率高,且设备自动化程度高,验证了数字控制系统的有效性,为钛熔炼整流设备数字控制系统的应用奠定了良好基础。