三相次级整流阻焊电源控制系统数学模型及结构设计

根据三相次级整流阻焊电源工作原理,分析了主电路中六只晶闸管及六只二极管的导通次序,并讨论了确保晶闸管和二极管可靠换相的触发延迟α角移相范围.建立了控制系统的电流百分数控制数学模型:I%=sin(α+30°)(α∈60°～120°),I%=1+cosα(α∈120°～180°)和网压补偿数学模型:I%=I%(1=-△U/380).设计了双单片机控制系统,由热量控制系统专门控制六只晶闸管的导通,并进行网压波动自动补偿,以实现精确及稳定的焊接电流控制;由程序控制系统控制整个焊接程序动作,并在通电时刻连续检测焊接电流.两套系统相互协作,可明显提高三相次级整流阻焊焊接过程的可靠性及稳定性.     

压焊设备

20091123钢轨直流闪光焊主电路设计/翟建楠…//电焊机.-2008,38(8):13~15基于钢轨直流闪光焊工艺要求焊接设备具有输出电流大、电压低和输出功率大的特点,对比分析了五种晶闸管调压整流主电路,分别计算了晶闸管上流过的电流和承受的反电压、变压器上流过的电流、二次侧整流二极管上的电流,根据晶闸管、变压器和整流二极管在各种主电路中的工作条件、生产制造的难易等进行综合分析,得到了适合于钢轨闪光焊直流焊接设备的主电路。图5表3参420091124电阻焊机电特性的研究[英]/武佩…//China Welding.-2008,17(3):24~29由于电阻焊机电特性及机械特性的差异,选择合适的机器和焊接参数以得到最优的焊接质量常常是困难的,特别是当凸焊形状复杂的工件时。另外,对焊接过程用计算机模拟时,也必须考虑机器特性作为基本的数据支持。提出一种研究交流电阻焊机电特性的新方法,借助参考电阻试验并模拟了焊接电流、晶闸管的触发角和导通角。当工件电阻已知时,对每一设定电流,模型可预测实际焊接电流和导通角(或热量设定)。图7表1参1220091125К190ПК钢轨闪光焊机改造及工艺研究/冯希庆…//电焊机.-20...     

压焊设备

20091123钢轨直流闪光焊主电路设计/翟建楠…//电焊机.-2008,38(8):13~15基于钢轨直流闪光焊工艺要求焊接设备具有输出电流大、电压低和输出功率大的特点,对比分析了五种晶闸管调压整流主电路,分别计算了晶闸管上流过的电流和承受的反电压、变压器上流过的电流、二次侧整流二极管上的电流,根据晶闸管、变压器和整流二极管在各种主电路中的工作条件、生产制造的难易等进行综合分析,得到了适合于钢轨闪光焊直流焊接设备的主电路。图5表3参420091124电阻焊机电特性的研究[英]/武佩…//China Welding.-2008,17(3):24~29由于电阻焊机电特性及机械特性的差异,选择合适的机器和焊接参数以得到最优的焊接质量常常是困难的,特别是当凸焊形状复杂的工件时。另外,对焊接过程用计算机模拟时,也必须考虑机器特性作为基本的数据支持。提出一种研究交流电阻焊机电特性的新方法,借助参考电阻试验并模拟了焊接电流、晶闸管的触发角和导通角。当工件电阻已知时,对每一设定电流,模型可预测实际焊接电流和导通角(或热量设定)。图7表1参1220091125К190ПК钢轨闪光焊机改造及工艺研究/冯希庆…//电焊机.-20...     

晶闸管弧焊整流数字控制

针对大功率弧焊整流焊机的工作环境及特点,详细分析弧焊整流电源的拓扑电路和数字控制.在焊接过程中,根据焊接需要,焊接电流应实时变化,当通过改变SCR触发角不能满足焊接功率时,可通过改变三相变压器输出的电压值来自适应焊接电流的大小,因此采用多输出变压器来满足宽范围的焊接电流;在数字控制中采用DSP和FPGA共同实现焊接电压、电流和温度采样以及用FPGA对SCR可靠稳定的触发.采用DSP芯片处理器控制整个电焊机的性能和功能以及开关量信号的采样,由FPGA运算SCR触发导通角的大小,并发出触发信号使SCR可靠稳定的导通和关断.通过理论分析,验证了该控制系统拓扑电路的正确性以及控制方法的可行性,从而保证系统能稳定和可靠的运行.     

晶闸管式CO2焊机主变压器漏感的作用及对焊机性能的影响

晶闸管式CO2焊机的焊接性能不仅取决于动特性也与外特性有关.外特性不仅有自身调节作用,而且对抑制di/dt也有明显的作用.晶闸管CO2焊机因其控制频率低,易产生低频振荡,在不增加硬件的条件下,一般无法用闭环对动特性与外特性进行控制,因此其外特性取决于主变压器的漏感和主电路的内阻,在数值上因主变压器结构不同两者的差别很大.在整流电路中漏感还要产生换相压降,因此漏感时外特性的影响远远大于内阻.分析了主变压器漏感的作用,并时漏感差别较大的两种焊机进行了对比试验,结果在大电流段漏感大的焊接效果较好,弥补了直流电抗器在电流增大时电感量的下降,起到了互补的作用.     

晶闸管弧焊机的修理与调试

一、ZX5系列焊机工作原理输入电源电压经三相电源变压器降压,通过晶闸管元件整流,再经滤波电感滤波后输出。利用改变晶闸管的导通角来控制输出电流的大小,并通过电流负反馈的方式获得陡降外特性。 ZX5系列焊机主要由主电源变压器B_1、平衡电抗器L_1、滤波电抗器L_2、晶闸管整流器组、控制变压器B_2、风扇BF,以及控制电路印刷板等组成。其原理框图见图1,电气原理图如图2所示。     

一种新型电容储能焊机的电路设计

介绍了一种新型电容储能焊机的电路系统设计.储能电容采用超级电容,由其组成低压的大容量电容器组结构代替传统的高压电容器组;充电电路采用直流斩波充电方式,其中斩波电路采用Buck降压变换器,IGBT为主功率开关器件,SG3525为PWM控制芯片,SKHI22AH4为驱动电路,引入电流负反馈实现恒电流充电;放电电路利用大功率晶闸管的浪涌特性,采取通过晶闸管放电开关直接大电流放电的方法;以80C552单片机为主控芯片的控制系统控制焊机的工作流程,实现焊接自动化.所研制的焊机已经成功应用于生产,焊接效果良好.     

大型整流焊机保护电路的研究

对采用三相次级整流式主电路的大型整流焊机，依据在发生单管导通时的电压及电流的变化特点，研究了三相单管导通保护电路，使大型整流焊机能够正常与安全地工作。     

晶闸管弧焊整流数字控制的研究

针对大功率弧焊整流焊机的工作环境及工作特点,本文详细分析了弧焊整流电源的拓扑电路以及数字控制的分析。在焊接过程中,根据焊接的需要其焊接电流值大小应实时变化,当通过改变SCR的触发角不能满足焊接功率时,可通过改变三相变压器输出的电压值来自适应焊接电流的大小,因此,本文采用了多输出变压器来满足宽范围的焊接电流值；在数字控制中采用DSP和FPGA共同实现焊接的电压、电流和温度采样以及用FPGA对SCR可靠稳定的触发。数字控制实现时是对焊接输出出的电压和电流进行采样,通过闭环进行PI控制运算,实现方法是采用DSP芯片处理器控制整个电焊机的性能和功能以及开关量信号的采样,由FPGA运算SCR触发导通角的大小,并发出触发信号让SCR可靠稳定的导通和关断。通过理论分析,实验验证了该控制系统拓扑电路的正确性以及控制方法的可行性,从而保证系统能稳定和可靠的运行。     

微机控制晶闸管逆变螺柱焊接电源

研制的晶闸管逆变式螺柱专用焊接电源,主电路采用串联半桥逆变器,控制系统由ＭＣＳ－５１系列单片机控制。介绍了此种螺柱专用焊接电源的主电路原理,对其工作过程进行分析;还介绍了控制系统基本结构、电路及其工作原理,主要包括焊枪提升电磁铁电路、大小电流切换电路、键盘及显示器接口电路。给出了焊接主程序流程图,并通过试验数据对比,比较了专用螺柱焊机与普通式的焊接质量。此种微控焊接电源控制精度高、控制过程稳定、操作界面友好、人机对话方便。焊接螺柱直径最大可达φ１２ｍｍ,可以焊接有色金属螺柱和碳钢、低碳钢螺柱。在国内汽车（特别是轿车车身）生产中有着广泛的应用前景。     

精密CO2激光焊机电源的研制

为薄板焊接耐专门研制的精密ＣＯ２激光焊机，其电源采用带集成触发的三相晶闸管计压主电路，通过深度电流负反馈获得垂直陡降的电源外特性，由计算机对电源进行控制，实现激光功率输出的精密自动调节。     

可控硅式弧焊电源的集成移相触发电路

本文介绍集成度高、抗干扰能力强、调节方便的可控硅弧焊电源的控制电路。使传统焊机中的波形产生电路,移相控制电路和脉冲整形电路等分立系统由一块集成电路来实现,简化了三相控制系统。     

电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源

传统的电火花沉积电源由于放电电压不能连续调整,导致电火花沉积应用范围受限、效率较低.针对这点不足,研制了一台电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源.该电源包括微处理器、整流滤波电路、充电及其驱动电路、充电电压比较电路、放电及其驱动电路、运动电极等.电源充电过程和放电过程交替进行,可以对放电电压进行无级调整,实现放电能量的无级调整,放电频率也可无级调整.结果表明,电源在电极与工件短路时,可控硅仍能可靠关断,放电参数调整方便,适应各种工艺条件的要求.     

WSE系列方波交流焊机的使用与维修

WSE晶闸管电抗器式矩形波交/直流焊机可以实现多种焊接工艺。在无焊机电路图纸的情况下,根据焊机无输出空载电压的故障现象,以焊机的基本工作原理为指导,分析故障原因,最终确定焊机无电压输出为控制电路板上整流器虚焊所致。     

节能节材、绿色低碳、清洁环保的直流焊接电源

通过对直流电焊机发展历程的回顾,逐一分析了传统旋转式直流焊机、硅整流直流焊接电源、电子式的晶闸管直流焊接电源和逆变式直流焊接电源,总结出"高效、节能节材、绿色低碳、清洁环保"是直流焊接电源今后发展的必然方向。通过分析逆变焊机电源主电路中的电源噪声滤波电路、一次侧工频整流电路和中频逆变电路等拓扑结构,归纳出"高效、节能节材、绿色低碳、清洁环保"电源的具体技术方案是:逆变式直流焊接电源加装电磁骚扰滤波器以之降低电磁骚扰信号幅度,使电源清洁环保;采用具有功率因素校正电路的一次侧工频整流电路替代一般的工频整流滤波电路提高功率因素,降低电源对电网的谐波干扰;采用合适的软开关逆变技术降低开关损耗,提高电源的效率。     

软开关逆变式MAG/CO2弧焊电源的可靠性研究

针对软开关逆变式MAG/CO2弧焊电源的可靠性问题，进行了比较系统的分析研究；并对设计和制造阶段影响逆变器各个环节可靠性的主要因素进行研究，提出相应的措施。重点介绍逆变主电路、系统硬件、软件受干扰及其抗干扰措施，逆变频率、IGBT安全工作对可靠性影响等方面的试验研究工作。     

研究与设计一种新颖的电容放电焊机——双电容佯谬电焊机

为了解决当前电焊机存在功率因数不高和高次谐波的问题,并且试图使当前的电容放电焊机体积缩小,质量减轻,采用两项措施:(1)将双电容佯谬电路引入到目前的电容放电焊机的放电回环,即将当前电容放电焊机中的储能电容器C一分为二。其中一组C1留在放电开关(如SCR)的左端,另一组C2接在开关(SCR)的另一端,使之形成"C1-SCR-C2"形结构。(2)在焊机进线端安装新型静止无功补偿器。改进后的焊机其出现在焊接工件上的电压和电流始终都具有同样的波形,同一的相位。因此,焊接时电路中只有有功功率的流通,不出现无功损耗和畸变损耗,电容器所储电能全部成为焊接所需的有功功率;本焊机的放电开关(SCR)中仅流过焊件中工作电流的一部分,从而减小了SCR的电流定额和散热器的体积;焊接电流和电压均为负指数衰减函数,其波前十分陡峭(垂直时间轴90°),容易引弧和维持电弧稳定;焊接功率也是负指数衰减函数,控制规律简便,有利于实现波控法和熔滴控制等。该焊机减少了该焊接设备的无功功率和高次谐波等,并缩小了焊机体积,减轻了质量。     

电子束焊机电源控制系统的设计与实现

电子束焊机高压加速稳压电源输出电压的稳定是保证电子束焊接质量的前提条件,传统的高压加速稳压电源电路结构复杂、体积大.为此设计了一种电子束焊机高压加速稳压电源控制系统,主电路采用PWM buck-boost变换器结构,其较高的升压比降低了升压变压器的升压比,与传统的同类电源相比,体积更小,电路更为简单;分析了系统主电路特性和工作过程,建立了系统电路小信号模型,采用了滞后-超前校正补偿的控制方式.结果表明,系统具有响应速度快、可靠性和控制精度高、抗干扰能力强等特点.