基于80196KC的晶闸管钨极氩弧焊电源控制器的设计

基于晶闸管弧焊电源驱动类型以及控制电路的功能原理,设计开发了以80196KC单片机为核心部件的晶闸管电源驱动控制器.此控制器采用面板选取工作模式及设置给定参数值,反馈值取自晶闸管主电路的导通电流,偏差值采用增量型PI控制算法计算控制量,并利用主电路电流的过零时刻值来确定输出同步触发脉冲信号以对晶闸管导通电路进行控制.提供了相关的硬件电路原理图及软件程序流程图,并对其构成及原理进行了详尽的阐述.     

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.     

高频脉冲电子束偏压电源设计

为了实现具有陡峭上升沿和下降沿的高频脉冲偏压,改善高频脉冲电子束束流品质,提出了基值偏压直流电源、脉冲偏压直流电源和高压斩波主电路串联的主电路结构。高压斩波主电路通过MOSFET功率开关管导通和关断将脉冲偏压直流电源变换为高频脉冲偏压输出,使脉冲偏压具有快速变化的上升沿和下降沿;基于调制解调工作原理,设计了高压隔离通讯电源,实现了脉冲频率、占空比等高频脉冲偏压参数及命令从低压电路向高压斩波电路的可靠传输并生成PWM波形;设计了专门的高压隔离供电电源,实现了高压端高压斩波电路的可靠供电与驱动。基于上述技术,研制出高频脉冲电子束偏压电源,获得了具有陡峭上升沿和下降沿的高频脉冲偏压输出,20 kHz时脉冲偏压上升沿≤1μs。     

大功率微弧氧化电源的研制--主电路的设计

微孤氧化是一种新型的表面处理方法,需要可输出双端不时称的高压脉冲电源,且电源的脉冲幅值、频率、占空比均在一定范围内连续可调。为此设计了三相半控整流和IGBT斩波相组合的主电路．重点介绍了三相整流同步触发电路及保护电路的实现,控制系统采用以80C196KC单片机为核心．通过对可编程定时器82C54编程,控制晶闸管的导通角,目的是为斩波电路提供输出电压连续可调的直流源。通过波形分析和对产品的微弧氧化性能测试,证明了该电源设计合理．完全可满足微弧氧化工艺的需求。     

微秒级可调脉冲电源的研制

设计和制作了新型微细电解加工的微秒级可调脉冲电源装置,介绍了此装置的总体结构、AT89C51单片机控制的脉冲发生电路、脉冲电源主电路和保护电路工作原理及过程.该电源满足了微细电解加工的要求,可加工出满意的产品.     

大功率高精度数字化可调直流稳压电源研究

1 问题的提出 放电加工机床的主电源一般采用变压、整流、滤波的传统方式供电.随着用户对机床加工精度、表面粗糙度、一致性、稳定性要求的提高,电压波动对加工指标的影响已不容忽视.以单向走丝线切割机床为例,其脉冲电源粗加工回路一般采用无功耗电路,放电脉冲峰值电流达 500 A以上,一些厂家的高效电源放电脉冲峰值电流甚至超过 1 000 A.由于回路阻抗较低,因而主电源电压波动对峰值电流的影响很大.     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能。从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调。结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能。从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调。结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...     

基于H桥电机驱动模块L292的埋弧焊送丝电路

在埋弧焊下降特性电源-变速送丝系统中,送丝速度调节的快慢直接影响电弧电压的稳定性。基于H桥电机驱动模块L292,采用光电耦合器将模块电路和MOSFET高压驱动电路隔离开,设计了快速调节的双极式可逆高压H桥直流电机送丝电路。结果表明,当驱动模块电压与电机额定电压不同时,高速光电耦合器的应用是一种简单、行之有效的方法,使L292能够对110 V送丝电机的转速和转向进行控制。     

林肯V300-I焊机脉冲焊功能的开发与实现

脉冲电弧焊有诸多优点,利用脉冲控制器将常规弧焊电源改造成脉冲弧焊电源,在脉冲控制器的控制下,可使美国林肯V300-Ⅰ焊机呈脉冲式输出,并且峰值电压,基值电压,脉冲频率和脉冲占空比可调.该方法具有很大的应用前景和推广价值.     

低电压下微能RC脉冲电源放电波形研究

RC脉冲电源是微细电火花加工中常用的电源,低开路电压下的微能RC脉冲电源可实现更加微细和精密的电火花加工.针对低开路电压下的微能RC脉冲电源放电波形进行观测,对不同充电电容和开路电压下的充电电容两端电压、放电间隙两端电压及放电回路的电流波形进行了对比和分析.研究发现:由于回路中寄生参数的影响,充电电容两端电压与放电间隙...     

放电能量实时控制的双极性电火花加工脉冲电源

通过观测电火花放电现象对加工的影响,发现可控的双极性电火花加工能用更低的加工刀具磨损率获得比传统单极性电火花加工更高的材料去除率和效率,因此基于先进的电力电子技术,提出了一种双极性通用型电火花加工用脉冲电源,并给出相应的能量控制策略,还采用可提供连续正负脉冲输出的全桥电路作为该脉冲电源的主电路,并引入间隙电压和间隙电流的和作为唯一的控制量,在引弧阶段采用电压控制,在放电阶段采用电流控制。用一个电路完成放电间隙的击穿和放电能量的控制,减小脉冲电源系统的体积,同时在单个放电过程的各个阶段,对脉冲电压、放电电流、放电持续时间和消电离时间等参数进行合理灵活的调整,在维持放电频率一定的情况下,保证加工过程中单次放电能量的一致,从而实现高效均匀的电火花加工。     

基于DSP的全数字化IGBT逆变脉冲 MIG/MAG焊机研制(一)--硬件电路设计

设计了以TMS320F240为核心的控制系统，为了控制焊机的输出功率和焊机的输出外特性，设计采用了脉宽调制型控制方式。结合TMS320F240输出的PWM波形，设计了专门的分频电路。利用霍尔传感嚣设计了电流、电压反馈系统，形成了闭环控制系统；针对焊接过程中可能出现的过电流、过热、过／欠电压等故障．设计了相应的保护电路和报警电路。另外，研制了数字化送丝系统，该系统送丝稳定。     

高能脉冲电源及其在铸造中的应用研究

介绍自行研制的一款电压在1～3 kV、最大峰值电流可达1.7MA的脉冲发生装置--XJDMC型高能脉冲电源。电源的电压、输出能量可以调节,能够对充电电压、储能电容、充放电时间进行设置。研究了电压在1、2 kV,电流脉冲峰值为1.7MA时对Al-4wt%Cu合金铸造组织的影响。分析了Al-4wt%Cu合金组织的晶粒尺寸和脉冲电流、电压、冲击频率以及电路自振荡频率之间的相关性。结果表明：脉冲电压2kV、电容的冲击频率为0.5 Hz、电路的振荡频率为50 Hz时,脉冲电流对Al-4wt%Cu合金作用后,晶粒尺寸由1.5mm减小到0.2 mm。在合金凝固过程中施加脉冲电流能够有效细化晶粒尺寸,提高合金的力学性能。     

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。     

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.     

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.     

Computer simulation of short-circuiting transfer welding under waveform control on inverter power source

A simulation model is introduced about the non-linearity process of short-circuiting transfer in CO2 arc welding for displaying the interaction between the inverter power source and welding arc under waveform control. In the simulation model, the feedback signals of current and voltage are taken respectively at the different phase in a short circuit periodic time and applied to the PWM （pulse width modulation） module in a model of inverter power source to control the output of power source. The simulation operation about the dynamic process of CO2 short-circuiting transfer welding is implemented on the founded simulation model with a peak arc current of 400 A and a peak voltage of 35 V, producing the dynamic arc waveforms which can embody the effect of inverter harmonic wave. The simulating waveforms are close to that of welding experiments.