变极性焊接电源二次逆变电路拓扑及其控制策略

维持和提高焊接电弧的稳定性是变极性GTAW焊接的关键.对于采用两级逆变的变极性焊接电源,二次逆变电路拓扑及其控制策略对输出电流极性切换过程和焊接电弧的稳定性具有显著影响.在分析变极性GTAW焊接电弧稳定问题的基础上,提出了维持和提高焊接电孤稳定性的措施.通过增加电流极性切换速度,在电流过零瞬间维持电弧空间的温度和残余电离度;小电流焊接时,在电流极性切换之前叠加电流脉冲,以提高电弧空间的温度和电离度;在电流过零熄灭瞬间,叠加足够高的电压脉冲,使电弧能够立即再引燃.进而,通过对全桥式二次逆变电路拓扑、半桥式二次逆变电路拓扑及其控制策略的分析,指出了它们的适用范围、存在的不足以及改进的途径.     

稳压式变极性焊接电源二次逆变拓扑及控制策略

文中提出了一种新型稳压式变极性焊接电源二次逆变电路拓扑. 通过合理地控制二次逆变电路中功率器件的开通和关断,其中的反向稳压电路可以在焊接电流的极性变换过程中产生稳定的反向电压,促使焊接电流快速过零. 对二次逆变的换流过程进行了深入分析,导出了换流时间和关键节点电流的理论计算公式,研究了耦合电感值和功率器件共同导通时间对换流过程的影响规律. 对电源输出电流和电缆两端电压波形进行了实际测试. 结果表明,利用所提出的二次逆变电路拓扑及其控制策略可以实现电流极性的快速转换,波形无畸变.     

变极性方波电源研制

变极性交流方波电源是当前铝合金材料焊接的最佳设备。通过研制,对该电源的实施方案、组成部分及调试中的一些问题进行了试验分析,得到了初步结果,为今后开发提供了极其重要的依据。     

基于DSP控制的变极性TIG逆变焊接电源的研制

提出了一种基于DSP的变极性TIG逆变焊接电源。讨论了用DSP芯片控制焊接电源的硬件设计和软件设计，重点介绍了基于DSP的触发电路和保护电路的设计，实验证明了该电源工作稳定可靠，较好地满足了工艺性能。     

变极性TIG焊接电源的研制

变极性TIG焊接电源是一种用于铝合金焊接的新型焊接设备，其焊接电流频率、正负半波电流时间和幅值都可以分别独立调节。主电路结构采用2级逆变，前级为全桥逆变式结构，后级为半桥逆变式结构。该电源可实现变极性方波交流、直流、脉冲电流等多处输出。在DCEN向DCEP过渡时采用叠加电流脉冲进行稳弧，小电流时焊接电弧也十分稳定。调节正负半波的幅值、频率及占空比能满足铝及铝合金的焊接工艺要求。     

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...     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

变极性焊接电源的发展

变极性焊接电源是一种用于铝及其合金焊接的新型电源。论文讨论了目前获得不对称方波交流电流的各种方法，介绍了双逆变式变极性焊接电源的主电路、控制电路及其工作原理。认为双逆变式变极性电源是目前铝合金焊接最理想的电源之一。     

250A变极性电源的研制

变极性电源是一种先进的用于铝合金ＴＩＧ焊电源，它是正负半波电流时间、幅值都可以独立调节的不对称方波电源。本文研制成功的２５０Ａ变极性电源，电路结构采用两级逆变，前级为全桥逆变恒流源，后级为二次逆变桥形式，利用计算机进行输出波形和参数控制。电源中功率开关器件为绝缘栅双极晶体管－ＩＧＢＴ。联机试验表明此电源设计合理可靠。换相时需要的稳弧脉冲由电路结构本身产生，其幅值和相位都满足工艺要求，在小电流１５Ａ     

发展中的变极性焊接电源技术

变极性电源是一种用于铝合金焊接的新型焊接电源，其焊接电流频率和正负半波电流幅值，时间比可以分别独立调节，输出电源过零极快，因此电弧稳定性得到大大改善。在保证阴极清理作用的前提下，可以最大限度地减少钨极的烧损。目前主要应用于TIG焊和PAW焊中，和焊接铝及铝合金。随着电弧信息测控技术的不断进步，将加深对变极性焊接过程的认识，促进变极性焊接电源的发展和应用。     

基于移相全桥ZVS-PWM变极性焊接电源的设计

针对提高变极性焊接电源的整机效率和可靠性,设计了基于移相软开关变换的变极性焊接电源.电源一次逆变采用移相软开关控制,并结合具体的变换过程,给出了实现零电压软开关变换的参数设计.一次逆变输出经过全桥硬开关二次逆变以及前后极的协调控制,实现占空比和正负半波幅值独立调节的变极性输出特性.运用PSICE对系统电路进行仿真分析,通过仿真结果得出实现软开关变换的条件以及该电路拓扑结构的缺点,验证了一次逆变桥在一定工作范围内,能够可靠地实现零电压软开关变换.     

脉冲变极性弧焊逆变电源数字化控制系统

在采用数字信号处理器(DSP)DSP56F805构建基于双DSP的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统的基础上,针对数字化脉宽调制(PWM)控制脉冲存在的脉冲宽度保持和延迟对电源输出动态响应和稳态精度等控制性能的影响,提出了基于电源输出电感电阻(LR)负载模型的电流预估计算法,进而对简单数字比例积分微分(PID)控制算法进行了修正.同时,系统通过对电流/电压检测信号的预处理、A/D采样与PWM同步、数字滤波等措施有效地提高了系统的抗干扰性能.脉冲变极性输出特性控制试验验证了基于电流预估计的数字PID控制算法的正确性和有效性.     

变极性TIG焊接电源功率因数校正控制策略

对变极性TIG焊电源的输出功率进行研究,发现其输出功率随变极性周期和占空比变化而变化,EP（钨极接正）时的功率远大于EN（钨极接负）时的功率.这种周期性变化输出功率会导致弧焊电源周期性地从电网抽取能量.当采用常规的PFC（功率因数校正）电路和控制策略也会给输入电流带来奇次谐波、偶次谐波、间谐波、直流分量、三相不平衡等＂...     

微机控制的变极性TIG焊电源的研制

开发了一套变极性TIG焊电源的微机控制系统,通过调节输出电流的正负半波的时间、幅值获得不对称方波,同时对硬件电路原理和软件模块化结构的设计进行了分析和讨论。试验结果表明,焊机设计合理,输出电流的波形可控,完全能够满足铝合金TIG焊的工艺要求。     

铝合金TIG焊变极性电源

本文介绍一种铝合金ＴＩＧ焊用变极性电源，电源电晶体管可控恒电源和Ｈ桥式ＩＧＢＴ管逆变器两大部分组成。电源正负半波的电流幅值和时间均可任意调节，采用特殊设计的模拟式晶体管电源，晶体管组所需功率仅为常规１／３。电源空载电压仅为４０Ｖ，但在焊接过程中无需外加稳弧脉冲，特别是在小电流时仍能保证焊接过程稳定。     

A novel variable polarity welding power based on high-frequency pulse modulation

A new type of variable polarity welding power modulated with high-frequency pulse current is developed. Series of high-frequency pulse current is superimposed on direct-current-electrode-negative （DCEN）, which can improve the crystallization process in the weld bead as a result of the electromagnetic force generated by pulse current. Digital signal processor （DSP） is used to realize the closed-loop control of the first inverter, variable polarity output of the second inverter and high-frequency pulse current superposition.     

高频脉冲变极性焊接电源及电弧压力分析

采用变极性和高频脉冲电路叠加,设计了一套变极性和高频脉冲复合电流输出特性的焊接电源,将高频脉冲电弧特性引入变极性焊接过程.建立电弧压力数学模型,结合具体工艺试验,分析了高频脉冲电流对于变极性焊接电弧特性的改善.结果表明,在相等电流有效值的情况下,电弧压力随脉冲频率的提高而增加,高频脉冲电流频率达到5kHz附近时,弧柱区电弧压力较常规直流电弧提高2倍左右,电弧的挺度和能量密度都有所增加,为进一步研究高频脉冲变极性焊接方法在铝合金焊接中的应用提供了理论依据.     

逆变交流弧焊电源输出变极性过程

设计的逆变交流孤焊电源输出变极性过程是极其快速变化的动态过程。测量这样的电流电压信号，用分流器变换电流信号，用无感电阻分压变换电压信号。设计了3个实验方案，相应地测量了变极性过程的电流电压波形。在比较分析的基础上，得出的结论是：逆变交流孤焊电源二次逆变正反极性控制驱动信号之间设置2μs死区时间最为合理。按照该方案控制，电源输出变极性过程时间为零，变极性之后输出电流电压值最大，有利于AC PMIG电孤变极性之后再引燃。     

变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统

以研制的变极性TIG焊接电源为实验平台,采用记忆示波器、高速摄像救、光谱分析仪、焊接电弧动态分析仪,建立起变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统,同时采集焊接电流、电弧电压、电弧形态和电弧光谱等重要信息。并基于Visual C-语言开发的软件系统对采集的各种信息进行融合及分析。