Digital arc welding power supply based on real-time operating system

A digital arc welding power supply was designed with the advanced reduced instruction set computer machine （ARM） and embedded real-time multi-task operating system micro C/OS- Ⅱ. The ARM, with its powerful calculating speed and complete peripheral equipments, is very suitable to work as the controller of the digital power supply. The micro C/OS- Ⅱ transplanted in ARM, helps to improve the respondent speed against various welding signals, as well as the reliability of the controlling software. The welding process consists of nine tasks. The tasks of great significance on reliability of the welder, for example, the A/D conversion of current and voltage, enjoy top priority. To avoid simultaneous-sharing on A/D converter and LCD module, two semaphores are introduced in to ensure the smooth performance of the welding power supply. Proven by experiments ,the ARM and the micro C/OS- Ⅱ can greatly improve both the respondent speed and the reliability of the digital welder.     

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.     

基于ARM和CPLD的弧焊电源数字化面板

为满足弧焊电源数字化与多功能化发展的要求,设计了一种以ARM+CPLD作为控制核心的用于弧焊电源的数字化面板.该面板采用LM3S818 MCU为主控芯片.采用EPM240T100 CPLD为显示控制芯片.用MCU时参数输入设备进行程序控制,产生相应控制命令;利用CPLD丰富的I/O引脚,对面板输出设备进行控制,把MCU发送的命令转化为面板上数码管和相应LED的显示.实现了焊接参数输入和显示的数字化.     

铝镁合金的数字化弧焊电源及专家数据库

研制了铝镁合金数字化弧焊电源,搭建了基于DSP和ARM的控制系统和人机交互系统,分析了数字化焊机系统和双脉冲控制流程,通过大量的大步距标定工艺试验研究,使得建立数字化双脉冲焊铝的专家数据库简明模块化.对矩形波、梯形波的双脉冲焊铝进行了不同电流下的焊接试验,由焊接波形与焊缝成形可知,焊接电流波形规整稳定,无断弧现象发生,飞溅少,焊缝呈美观、清晰的鱼鳞纹,通过调节低频调制频率来改变鱼鳞纹的宽度,达到了预设的成形要求.     

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.     

超音频脉冲电源及其与焊接电源的并联耦合

研发了用于复合型超音频脉冲电弧焊接的超音频脉冲电源,其输出脉冲电流的频率和幅值可独立调节和准确控制,并提出了“并联+辅助网络”耦合方式.在建立输出脉冲电流控制模型的基础上,构建了包含降压变换器、全桥变换器和高频耦合变压器的超音频脉冲电源功率变换电路;脉冲电流频率的调节通过改变全桥变换器的开关频率实现,脉冲电流幅值采用对降压变换器的输出电压幅值和全桥变换器的输出电压占空比进行两级反馈控制,以保证其准确性和稳定性.结果表明,超音频脉冲电流的频率和幅值调节快速、准确、稳定,与焊接电弧具有良好的耦合效果.     

基于模糊调功的感应加热电源研究

在对现有各种感应加热电源功率调节方式比较的基础上,介绍了一种模糊控制的Buck电路PWM调功方式.这种方式与传统的PID控制相比,具有不依赖控制对象精确的数学模型、较强的鲁棒性、控制方式简便等优点.在对模糊控制的直流PWM调功模式仿真的基础上,采用高速IGBT开关器件设计了一台6 kW/30 kHz的负载谐振式感应加热电源样机.试验结果表明,该样机可获得比PID控制更好的动态特性,且保持了稳态精度高、功率调节范围宽(1%～99%)的优点.     

脉冲电化学光整加工电源设计与研究

阐述了脉冲电化学光整加工原理,采用脉宽调制（PWM）技术发生脉冲信号,设计了控制电路和IGBT驱动保护电路,研制了专用脉冲电源。应用此电源进行了工艺实验,证明了实验数据和理论分析的一致性。     

逆变式电弧喷涂电源的研究

为克服传统电弧喷涂电源的特点，研制出一种逆变式电弧喷涂电源，可有效地改善电源动特性，减轻电源的质量，提高电弧喷涂的工艺性能。     

一种多功能自动化电源测试台

如何提高电焊机出厂检测效率成为企业日益关注的问题,介绍一种自动化多功能焊接电源测试设备,包括输出采样端高频滤波电路和上位机实时管理平台。详细介绍电源测试台组成结构和测试流程,电焊机输出端高频高压滤波电路及管理平台软件的开发,对电焊机出厂检测设备设计具有一定的参考价值。     

感应加热电源

简要回顾了感应加热电源的发展,介绍了主电路拓扑结构和各种控制方法,阐述了感应加热电源中的控制技术,同时介绍了功率因数校正技术在感应加热电源中的应用.     

数字化焊机的电能质量

随着电力电子技术、微电子技术的快速发展,新型器件、先进控制技术和新工艺的不断推出,焊接技术已经向智能数字发展.本研究针对电焊机焊接时对电能质量的影响,分别分析了电能质量的相关参数.分析了交流电压的有效值、峰值和峰峰值、电压允许偏差、三相电压的不平衡度、电压波动与闪变以及谐波等的产生和危害.通过分析可知,电焊机将严重影响这些参数.电焊机不仅要可靠稳定的运行,而且还不能影响电网电能的质量,因此,本研究所分析电焊机电能质量的参数将对提高智能电焊机的质量起到一定的指导作用.     

大功率等离子切割电源研制

研制了一台大功率等离子切割电源.设计了以DSP芯片TMS320F28335为核心的控制系统,四路PWM分别独立控制四路斩波电路,数字化闭环PID控制实现优良的恒流输出特性.电源输入采用12脉波整流方式,提高切割电源的功率因数.仿真分析和实验结果证明,该切割电源系统功率因数高,控制精度高,切割性能优良.