基于变参数PI-ADPLL超声焊接电源的频率跟踪控制

在超声波焊接过程中,由于焊接负载和振动系统温度等的变化使系统固有频率发生漂移,振幅脱离谐振状态.针对这一缺点,采用数字信号处理DSP技术,研究了一种基于变参数PI与全数字锁相环ADPLL相结合的超声焊接电源频率复合跟踪控制策略,即当频率的误差值大于或等于偏差设定的阀值时,采用变参数PI控制,快速准确地将电源工作频率引入锁相范围;当频率误差值小于偏差设定的阀值时,采用ADPLL控制,使超声焊接电源的工作频率精确跟踪换能器的谐振频率.试验结果表明,基于变参数PI-ADPLL控制的超声焊接电源具有频率跟踪性能好、响应速度快、工作效率高等优点.     

基于ZCS-PWM的超音频感应焊接电源的研究

介绍一种基于ZCS-PWM(零电流开关-脉宽调制)技术的新型超音频感应焊接电源。利用ZCS频率跟踪电路,控制串联谐振式逆变器的开关频率始终跟踪负载的固有谐振频率,使逆变器的输出功率因数接近1,同时显著减小了开关器件的功率损耗,提高了整机的效率。所设计的系统采用直流斩波调压实现输出功率调节,降低了电源输入侧高次谐波,改善了传统的焊接工艺。研制的实用型焊接电源的最大功率为80kW、最高工作频率30kHz、全部采用IGBT器件,装置具有体积小、功率因数高、效率高、焊接速度快等优点。     

基于锁相环1MHz感应加热电源频率跟踪的研究

针对高频感应加热电源负载参数变化引起固有谐振频率变化,从而导致逆变器效率降低的现象,提出并实现了一种以集成高速锁相环74HC4046为核心,应用于以功率MOSFET为主开关器件的1MHz串联谐振感应加热电源的无相差频率跟踪控制系统中,对电源的输出频率进行实时控制,实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,并就控制系统的相位补偿和起动等问题进行了分析讨论.推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型,并用Pspice进行了仿真分析和实验验证.     

锂电池极片超声波金属焊接机的设计

根据锂电池电极焊接工艺要求,提出了一种基于压电陶瓷纵向振动的机械结构形式,设计了一种全数字化控制的超声波金属焊接机电源系统.该电源系统采用移相PWM数字振幅控制、振幅阶梯输出、可编程的缓启动,自动焊头频率搜索及自动频率跟踪等技术.实际使用证明,该机能快速实现自动频率跟踪、精确振幅控制、完善故障保护.     

PSM功率控制超音频逆变焊接电源

按照大功率发电机、变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求，采用脉冲均匀对称密度调节（pulse-symmemcal modulated）功率控制串联谐振式DC／Ac逆变器，设计了20kHz／／40kw超音频感应逆变焊接电源。逆变器采用全桥串联谐振式逆变电路，具有变频和功率调节两个功能。逆变器的开关管按照PSM的控制策略实现功率控制；逆变器跟踪负载谐振频率，控制开关管在零电流开通和关断，实现ZCS和ZVS软开关，大大减小了开关器件的功率损耗，逆变器的输出功率因数接近1，提高了整机的效率。     

倍频分时控制IGBT180kHz/50kW高频感应焊接电源

为了提高IGBT组成的逆变器输出频率,IGBT必须增加电流定额,而且输出频率的提高也有限.将两组逆变器进行分时控制,可实现输出频率的提高.采用倍频式IGBI分时控制180 kHz大功率焊接电源.逆变器每个桥臂采用两个IGBT并联,对每个IGBT进行分时控制,每个IGBT的工作频率和开关损耗减小了一半,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的两倍,达到了180kHZ.逆变器工作在负载串联谐振状态,开关管IGBT工作在零电流开通(ZCS)和零电压关断(ZVS)的条件下.设计了功率为50 kW、输出频率为180 kHz、基于IGBT的串联谐振焊接电源,给出了设计参数和试验波形.     

IGBT逆变电源串联准谐振频率自动跟踪技术

随着频率降低．IGBT逆变器串联型谐振工作回路的负载特性将从感性特征转变为容性特征。分析了这2种特征下主电路的工作过程,从提高谐振功率以及确保主电路安全可靠的前提出发,谐振回路的频率工作点选在略偏感性的准谐振状态处。由于感应加热过程中存在谐振频率漂移等问题,必须对谐振频率进行自动跟踪．在此提出一种以P89C51RX2单片机和SG3525A来实现额率自动跟踪的新方案。     

金刚石拉丝模超声加工自动频率跟踪系统设计

在分析金刚石拉丝模超声加工原理的基础上,讨论了超声频率自动跟踪的必要性,提出了基于模拟锁相环技术的频率跟踪电源系统的设计。通过外围硬件电路检测辨别换能器两端电压和电流信号的相位差方向,控制CD4046锁相环输出频率的大小,使换能器的工作频率始终在谐振频率点。在加载不同长度工具针负载的情况下,对自动跟踪电源系统进行压电阻抗分析测试,实验结果表明,该系统具有良好的频率跟踪性能。     

一种新型导管安装感应钎焊系统的研究

针对安装位置导管感应钎焊的特点,采用IGBT串联谐振回路作为感应加热回路的拓扑结构.设计了独特的准谐振频率自动跟踪技术,使感应加热回路始终工作在最佳的谐振状态,确保了电源主电路安全可靠工作.将光纤传光与辐射测温相结合的温度测量技术引入到感应钎焊中,消除了电磁场对温度测量和传输的干扰影响,提高了温度测量精度.开发了基于PLC的数字PID控制算法,与全桥逆变直流调功技术相结合,实现钎焊过程的数字化精确控制.研制成功了一套新型的导管安装感应钎焊系统,并完成相关工艺试验,成功地应用于某型号飞机导管生产线.     

串联谐振式高频感应焊接逆变电源

传统的高频感应加热电源通过改变逆变器的工作频率来调节输出功率，逆变器的输出功率因数很低，而且逆变器开关管工作在硬开关状态，开关损耗大，效率低。按照大功率发电机、变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求，这种设备不适合这类应用。作者研究了新型频率跟踪电路，控制逆变器工作在谐振状态，负载等效阻抗呈电阻性，逆变器的输出功率因数接近1，大大减小了开关器件的功率损耗，提高了整机的效率。功率调节采用直流斩波调压实现。设计并制作了20kHz／30kw串联谐振式高频感应焊接逆变电源，改变了传统的焊接工艺，具有体积小、效率高、加热速度快等优点。     

基于Mindlin理论的新型模式转换超声振动系统设计与研究

基于波的纵振动理论和Mindlin厚板弯曲振动理论,设计研究了由三段复合变幅杆、中厚圆盘、大尺寸圆筒组成的新型模式转换超声振动系统.对所设计的振动系统进行数值计算和有限元模态和谐响应分析,同时研究各几何参量对振动系统谐振频率的影响规律,并通过实验进行测试.结果表明:设计结果和有限元分析及测试结果之间的误差较小;系统谐振频率随着圆盘厚度的增加而增大,随着变幅杆大小端半径的增加而增加;随着变幅杆各段长度、圆管段高、内径的增大而减小.研究结果验证了所建立的新型超声振动系统谐振频率方程的正确性,所设计系统的结构合理、振动效果良好,为谐振频率的修正提供了依据,也为超声辅助加工技术特别是硬脆材料曲面的高精度加工提供了一种新型超声振动系统.     

一种新型逆变式感应钎焊电源频率自动跟踪技术

针对感应钎焊过程中谐振频率不断变化的问题，在常规以SG3525A为控制核心的逆变电源基础上，设计了一套基于PI调节的谐振频率自动跟踪技术。该技术充分利用了SG3525A芯片的功能，具有跟随速度快、频率跟踪准确、电路设计简单、工作可靠等优点，同时简化了串联谐振电源的起动方法，并对该技术的工作原理、电路设计以及实验结果等作了详细的分析和介绍。     

一种半桥LLC谐振软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感、谐振电容、附加电感构成半桥LLC谐振变换电路,实现输出平特性的软开关焊接电源.通过对串联谐振电感L_r,串联谐振电容C_r,以及与变压器并联的谐振电感L_m,进行相关的分析和设计,使得变换器在整个负载工作范围内,原边功率开关管实现零电压开通,副边整流二极管实现零电流关断,变换电路降低损耗和干扰,提高了效率,其工作频率可以大大提高,使得电感、电容和变压器等器件的体积重量进一步下降,系统的动态性能也得以提高.论文讨论了其工作原理并制作2.5 kW半桥LLC焊接电源,同时给出相应的试验结果.     

变频开关电源Fuzzy-PID控制器的设计

针对感应式变频开关电源在对金属材料进行热处理过程中，负载的等效参数和谐振频率发生变化，而变频电源的输出频率不能及时调整和跟踪的问题，结合PID和Fuzzy控制技术的优点，设计Fuzzy-PID控制器对变频电源进行控制，在大偏差时用Fuzzy控制，在小偏差时用PID调节。Fuzzy-PID控制器以单片机8098为核心，采用SPWM专用芯片SA4828，实现变频开关电源的电压、电流双闭环控制，使变频电源不仅具有较快的动态响应、更小的超调，并且具有较高的稳态精度和频率跟踪控制特性。     

串联式感应加热输出回路伪谐振现象的探讨

串联谐振式结构是感应加热电源的基本谐振方式之一，其输出为方波电压源。如果在较大的范围内进行电源工作频率的调整。在调整的过程中将会发现输出回路将工作在谐振状态以及多个类似于谐振的状态（伪谐振状态）。工作在伪谐振状态下，电源的工作效率低、加热速度慢，因此要避免在频率自动跟踪过程中进入伪谐振状态。本文基于方波的傅立叶级数分解形式，对伪谐振现象的产生原因进行了分析，并针对电源工作频率自动跟随技术，提出了避免进入伪谐振工作状态的解决方法。     

基于MSP430F249单片机的USB接口设计

基于PC机对目标系统的控制需要,考虑到USB总线传输速度高、支持热拔插等突出优点,提出了一种基于MSP430F249单片机和一款USB-TO-UART桥接芯片TUSB3410的USB接口设计方案,通过USB接口实现PC机与目标系统的通信.详细介绍了MSP430F249单片机和USB-TO-UART桥接芯片TUSB3410的特点以及本接口的硬件设计方法和软件实现方案.该设计结构简单、成本低、适用范围广,具有很好的市场前景,可以在对电焊机参数的采集以及PC机对电焊机的控制上加以推广应用..     

一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器

提出一种峰值电流控制的移相全桥软开关弧焊逆变器,该逆变器的变压器初级串联隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器,利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,饱和电抗器阻止电流的反向振荡,次级电路采用倍流整流方式,整流二极管实现自然换流.变压器次级无需中心抽头,只承担输出电流...     

超声波焊接电源频率跟踪与调节

超声波电源是超声波焊接的关键设备,其频率跟踪速度、功率调节性能和输出振幅稳定性等直接影响金属的焊接质量。针对模拟锁相式金属用超声焊接电源频率跟踪速度慢、负载突变时易失锁等缺点,研制出一种基于PI-DDS控制的精密金属用超声波焊接电源。实验结果表明,所设计的金属用超声波焊接电源能实现对换能器谐振频率的毫秒级自动跟踪,频率周期分辨率高达0.1 Hz。同时移相调功方式能使电源在0~1.5 kW内实现输出功率的连续可调,可用于小型有色金属薄件的焊接。     

数控强力切削伺服进给系统的谐振机理研究

文章介绍了数控强力切削伺服进给系统的模型的建立,并将此模型简化成由两个二阶振荡环节和一个积分环节串联而成的五阶系统.通过对五阶系统的分析表明数控强力切削伺服进给系统的谐振频率取决于机械谐振频率和速度环谐振频率中较低的一个.最后给出的计算机仿真和实验结果验证了上述结论,为数控伺服系统的谐振分析提供了一种新的方法.     

数字伺服系统机械谐振频率偏移现象机制分析及实验研究

高刚度的伺服系统在柔性传动机构中极易引起机械谐振。为提高系统的鲁棒性，通常采用自适应陷波滤波器，但会产生机械谐振频率偏移现象，无法快速实现振动抑制。基于此现象，从系统阻尼、离散化周期以及陷波器串入3个角度对机械谐振频率的影响进行了定量分析，深入剖析机械谐振频率偏移现象的机制，揭示了谐振频率变化的本质原因。通过理论分析，得出在谐振出现偏移现象时最有效最快速的陷波频率仍是系统自然谐振频率（NTF）的结论。最后，通过MATLAB/Simulink和实验验证了理论分析的正确性与有效性。