基于DSP逆变焊接电源数字控制

针对逆变焊接存在的困难和缺点,设计了数字控制的焊接逆变电源,通过数字控制实现电焊机逆变电源恒流控制,其实现方法是通过负载电流取样并通过数字PI调节,控制开关管的导通,使其焊接电流恒定,达到焊接工艺的要求。通过理论分析和基于DSP芯片控制的实验验证了该控制系统的稳定性和可靠性,并能适时的调节逆变电源输出交流电流的大小,同时该方法能提高焊接效率、降低能耗,提高焊接质量。     

逆变方波焊接电磁搅拌电源研究及应用

针对中厚板铝合金MIG焊电磁搅拌的特点和要求，结合脉宽调制(PWM)技术，研制出一套适用于铝合金MIG焊的逆变方波电磁搅拌电源PWM控制系统，该系统采用恒流闭环控制。试验结果表明，控制系统性能稳定、可靠，满足铝合金焊接磁搅拌加工需要。     

逆变弧焊电源峰值电流模式双闭环控制系统

采用电压模式单闭环控制系统的逆变弧焊电源，系统动态响应速度慢，不能对主电路功率器件进行实时电流控制，中频变压器无抗偏磁能力，因此可靠性较差。所研制的逆变弧焊电源采用双闭环控制系统，内环实现了在每个开关周期对功率器件的峰值电流进行实时控制，提高了系统动态响应速度，消除了中频变压器偏磁现象；外环控制输出的平均电流，提高了输出电流的精度和系统的可靠性。     

逆变焊接电源的离散建模与最少拍控制

逆变焊接电源所采用的全桥、半桥等功率变换电路可以等效为Buck变换器。在对Buck变换器离散建模的基础上,通过直接时域推导,建立了可用于逆变焊接电源闭环控制的最少拍控制律。所构建的控制算法充分考虑了模型参数与实际参数之间误差的影响。输出滤波电感的变化影响最少拍控制的稳定性和控制效果。稳定条件为模型所用最大电感值不超过实际电感值的1。67倍。结果表明,当模型电感值和实际电感值相等时,系统为最少拍控制。在模型参数和实际负载参数匹配时,系统实现了“没有稳态误差、不存在输出纹波、输出幅值受限”的最少拍控制。     

场效应管逆变式方波交流MIG焊接电源的研制

交流MIG焊接方法过去认为是不能实现的。近年来在直流MIG焊接法研究中发现磁偏吹的不良作用严重影响了MIG焊接质量及其在厚板深坡口和角缝焊接中的应用。因而作者提出了用交流电源实现MIG焊接的方法克服磁偏吹。本文提出了交流MIG焊接电弧控制法,详细介绍了作者研制成的方波交流MIG焊接电源,主要是方波交流逆变器。论述了元器件选择、保护及为实现电弧稳定而采取的一些措施,初步实现了方波交流MIG焊接,并对方波频率、正负极性比率及电流反向速度对焊接电弧稳定性的影响得到了定性认识,为进一步发展交流MIG焊接打下了基础。     

基于DSP的逆变点焊电源移相PWM控制研究

采用TMS320LF2407A Demo板为全桥移相零电压点焊逆变电路提供PwM驱动脉冲,利用软件编程对PWM方波脉冲的输出频率、移相角和死／g．时间进行灵活的设定和修改。通过分析TMS320LF2407A芯片产生PWM-~出脉冲的原理,提出了通过固定T1CNT寄存器计数初始值,不断改变T3CNT寄存器初值,从而实现调节输出PWM方波移相角,并建立了输出电流变化值与移相角之间的计算公式。波形检测验证了该方法和计算公式的正确性。     

功率因数校正技术在逆变焊机中的应用

对现有的功率因数校正(PFC)技术在逆变焊机中的应用情况进行了分析和比较,其电路拓扑分别以单相PFC和三相PFC进行阐述.其中单相PFC包舍了BUCK降压型PFC电路拓扑、BOOST升压型PFC电路拓扑、升降压型PFC电路拓扑以及单级单相PFC电路拓扑.三相PFC包含直接并联三相PFC电路拓扑、单开关三相PFC电路拓扑、三开关三相PFC电路拓扑、六开关三相PFC电路拓扑以及三相单级PFC电路拓扑.最后概括了功率因数校正技术在逆变焊机中应用的发展趋势.     

数控逆变焊机电流波形控制技术

针对采用大规模集成电路LSI芯片的新型逆变气体保护焊机及其输出电流波形控制技术进行讨论。根据选用的保护气体种类,优化直流焊接模式的电流输出,采用"改进型冷桥过渡CBT-EX"的熔滴过渡控制方式对短路过渡进行处理,大大降低了飞溅的发生量。实现了从薄板焊接的低电流领域到厚板焊接的高电流领域的高品质焊接。根据焊接母材材质,优化脉冲波形,获得"一脉一滴"理想的熔滴过渡形式,减少了飞溅量,提高了焊接速度。     

新型半桥式零电流转换PWM逆变弧焊电源的研究

IGBT在关断时存在电流拖尾现象,限制了开关频率的进一步提高。为了解决这一问题．提出了一种新型的半桥式零电流变换器．在该变换器中,IGBT开关时工作在零电流状态．可大大减小开关损耗,提高开关频率。将零电流转换技术应用于半桥式逆变弧焊电源中．详细分析了其工作原理。最后．研制出了最大输出电流为160A,最大输出功率为5．2kW的逆变弧焊电源。     

双逆变交流方波弧焊机研制

设计了双逆变交流方波弧焊机,介绍了焊机主电路、一次、二次逆变电源控制电路基本原理.给出了二次逆变器控制电路,找到了场效应管失效的原因,设计了限制短路电流冲击电路,介绍了限制短路电流冲击电路及电流软启动引弧的原理,实现了电流软启动引弧,减小短路时浪涌电流对场效应管的冲击,解决了焊杌可靠性问题.用光线记录示波器实拍一次逆变焊机短路时的电流波形及双逆变交流方波弧焊机短路、负载时的电流及电压波形,并对焊机进行了测试,得出了焊机主要技术指标,又进行了焊接工艺试验,试验结果表明,该焊杌具有优良的工艺性能.     

逆变弧焊电源的三相功率因数校正器

对于三相输入的大功率逆变弧焊电源,采用三相升压拓扑进行功率因数校正,以矢量变换的思想研究其调制过程.总体系统的控制采用了双环思想,内环为电流环,用以实现输入电流对电压的相位跟踪,外环为电压环,负责控制输出电压的恒定,并为电流内环提供调制指令,系统采用双环控制,为使系统实现单个开关周期校正控制误差的无差拍控制,整个系统通过TMS320LF2407A DSP芯片控制,采用saber软件进行了仿真辅助分析,给出了电路系统的结构框图和控制方案以及软件流程,实现了电源系统的数字化.试验结果实现了功率因数为1,三相输入电流与输入电压均同相,且为较为标准的正弦波,电流谐波畸变远小于10%的目的,满足了国际上关于谐波限制的标准.     

高频感应焊接逆变电源PWM和PFM软开关控制

高频感应焊接逆变电源具有体积小、效率高、加热速度快等优点,但是传统设备采用的是整流调压方式,其控制精度低、动态响应速度慢,并且逆变器功率开关管经常工作在硬开关状态,引起较大开关损耗,使效率降低.文中提出一种使用自关断器件绝缘栅极晶体管作为功率开关,采用脉冲宽度调节方式和脉冲频率调节方式混合调功方式的高频感应焊接逆变电源的软开关控制方法,详细分析了电路的控制原理和工作模式,并设计出以锁相环为核心的控制电路.结果表明,这种方法实现了全部开关器件的软开关控制,具有功率调节范围宽,软开关调整范围广的优点.     

VIENNA结构在阻焊逆变电源中的应用仿真

针对大功率阻焊逆变电源网侧输入电流谐波含量高、功率因数低的缺点,应用PSPICE电路仿真软件仿真研究了其功率因数补偿电路.仿真结果表明,采用三相三开关三电平结构(VIENNA结构)功率因数校正电路能够有效降低阻焊逆变电源网侧输入电流的谐波含量,同时满足国际阻焊电源电磁兼容标准(IEC-62135-2标准),功率因数达97％以上,并且开关管关断时承受的反向电压仅为输出电压的一半,VIENNA结构功率因数校正电路应用于阻焊逆变电源具有很强的实用性与优越性.     

逆变式弧焊电源轻载状态下零电压软开关的实现

全桥移相式零电压软开关逆变孤焊电源在轻载和空载时难以实现零电压开关。在采用饱和谐振电感的基础上，设计了变压器二次侧辅助电感．实现了包括空载在内的所有负载范围内主功率器件的零电压开关。     

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.     

弧焊逆变电源的研究现状与展望

随着电力电子技术、逆变技术和计算机控制技术在焊接领域的应用,为焊接设备的发展带来了革命性的变化,同时弧焊逆变电源迅速发展,其先进的技术成果已经逐步走向市场。在此从弧焊逆变电源种类、原理、电力电子功率器件、控制方法等几个方面阐述了其研究现状,并指出弧焊逆变电源将朝着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化方向发展。     

变极性TIG焊电源二次逆变控制电路的设计

针对变极性TIG焊电源的特点设计了相应的二次逆变控制电路.二次逆变控制采用555时基电路构成脉冲发生器,产生频率和正负半波导通时间分别独立调节的方波信号,经反相电路产生两路相位差为180°的方波信号,再经死区时间控制电路和正负半波幅值调节电路,得到两路频率、正负半波导通时间及幅值独立可调且具有一定死区时间要求的触发脉冲...     

逆变式焊/割电源滑模变结构与PI综合控制

根据焊条电弧焊/空气等离子切割电源特性,考虑到网压波动、经济效益以及人身安全,仔细分析了电源负载电流,短路电流和空载电压的要求,引入了滑模变结构控制(SMC),研究了基于SMC的电压环与基于PI的电流环相结合的综合控制方式,解决了电压超调与快速电压响应的矛盾等问题.文中从理论上推导了基于平均状态空间模型移相全桥间接SMC控制算法,应用了直接相移PWM波生成方法,从而使控制更为简单实用.最后在一台20 kW的逆变式焊/割电源上采用综合控制方法和单纯PI控制进行比较试验.结果表明,采用的综合控制方法应用在焊/割电源是一种非常有效且鲁棒性强的方法.     

Controlling the output power of soft switching arc welding inverter by two-stage continuous PWM method

The full bridge zero voltage zero current switching( FB-ZVZCS) , which could adjust the output power by keeping the duty ratio of lagging leg constant and changing the duty ratio of leading leg, was a common circuit of soft switching arc welding inverter power source. However, when the duty ratio of leading leg was reduced to zero, the output power stayed the constant value instead of becoming zero. The working status and waveforms of some major parameters were studied in this paper while the duty ratio of leading leg was zero. It was concluded that the minimum output power of soft switching inverter was related to the charging voltage of parallel capacitors, and the output power also could be reduced by reducing the duty ratio of lagging leg. A novel two-stage continuous PWM control method that could switch working-mode between full bridge and half bridge was put forward in this paper. This kind of control method could further reduce the output power of soft switching inverter in order to meet the requirement of low heat input of sheet metal welding.