逆变电源的可靠性及其提高途径

影响逆变焊接电源可靠性的因素是多方面的.如产品的设计和生产等各个环节.根据实践经验提出了解决可靠性问题的一些有效途径和方法.     

流体动力节能与数字控制技术

为了适应我国现代化建设的需要,在抓好能源开发的同时,还要注意能源的节约。我国液压与气动设备的拥有量,在整个国民经济装备中占有较大的比重。因此,积极开展液体     

串联谐振式高频感应焊接逆变电源

传统的高频感应加热电源通过改变逆变器的工作频率来调节输出功率，逆变器的输出功率因数很低，而且逆变器开关管工作在硬开关状态，开关损耗大，效率低。按照大功率发电机、变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求，这种设备不适合这类应用。作者研究了新型频率跟踪电路，控制逆变器工作在谐振状态，负载等效阻抗呈电阻性，逆变器的输出功率因数接近1，大大减小了开关器件的功率损耗，提高了整机的效率。功率调节采用直流斩波调压实现。设计并制作了20kHz／30kw串联谐振式高频感应焊接逆变电源，改变了传统的焊接工艺，具有体积小、效率高、加热速度快等优点。     

逆变电源

焊接电源随着科学进步不断地开发新型结构产品,逆变技术应用于焊接电源领域后,受到世界各国电焊机行业的高度重视,并得到迅速发展。由于没有传统的工频变压器使得逆变电源的功率因数、效率,焊接适应性大大提高,大量的电子元器件和集成电路的应用,完全打破了焊接电源以铁磁线圈为主体的焊接变压器的传统概念,成为大功率电子化产品,逆变焊接电源的开发应用已成为电焊机领域一场     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.     

逆变电源的可靠性问题

1可靠性概述整流器原理早在20年代就已被人们所了解,但由于技术和经济上的原因,实际上并未应用于焊接电源。只有当半导体技术发展到相当的程度后才改变了这种状况。70年代末期开发出的逆变弧焊电源,首先采用的是快速晶闸管。其过载能力强,可靠性较高。但由于工作频率低（l—5红七）,因而产生了焊接电弧噪声。随着半导体技术的发展,先后采用了功率晶体管．场效应管和IGgr。IGBT是电压驱动型器件,具有高输人阻抗,低输出阻抗,饱和功耗低,频响高等优点,其工作频率很易达到18—25M七;是目前应用的最佳功率开关器件。频响高,能快…     

用于弧焊逆变电源的谐振变流器设计

本文提出了用于弧焊逆变电源的谐振变流器设计思路和实例。     

软开关逆变电源的PWM与PFM混合控制技术在焊接电源中的应用

提出了一种新的适用于逆变焊接电源的PWM与PFM混合控制软开关技术，并简要阐述了其工作原理和控制方案。实验结果证明，PWM与PFM混合控制软开关技术增加了电源的软开关调整范围和短路电流控制精度，提高了逆变焊接电源的可靠性和效率，减小了逆变器的体积和重量。     

数字控制弧焊电源的应用(一)

本文简述了国内外数字控制弧焊电源的现状与发展,对数字控制弧焊电源的结构、数字控制DSP芯片的结构与性能给出了电路。并对国内外几家著名数字控制弧焊机作了一般性的评价。     

晶体管逆变电源驱动电路的研究

介绍了一种实用的晶体管逆变电源的驱动电路,分析了它的工作原理和特点,提出了主要参数的选择方法。     

多功能数字化弧焊逆变电源人机交互系统

针对多功能数字化弧焊逆变电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,采用键盘输入和LCD显示设计开发了基于数字信号处理器DSP的人机交互系统.通过数据结构的通用化设计和程序流程的优化设计,该系统实现了焊接工艺过程和焊接参数的方便设置和统一管理,用户操作和显示界面简洁、直观、灵活,极大地提高了多功能数字化弧焊逆变电源的实用性.     

波控逆变式精密回流焊接电源的研制

回流焊是一种对电子元器件实现精密连接的焊接方法.为实现对回流焊接过程的精确控制,逆变电源控制系统以微处理器PIC18F6585作为控制系统核心,通过热电偶的闭环在线反馈,实现对焊接温度的实时控制.控制程序采用C语言嵌套汇编语言编写,通过分阶段电流波形控制和数字PI算法调节,实现对焊接过程的精确控制.结果表明,该电源控制系统能够精确地控制焊接压力、时间和温度等参数,在表面安装技术领域,优势明显.     

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。     

基于ARM的全数字多功能方波逆变焊机

研制了一种基于ARM(advanced RISC machines)全数字多功能方波逆变焊机,主电路采用双逆变结构,前级逆变电路选用全桥拓扑,后级逆变电路采用双半桥并联结构;以基于Cortex-M3内核的LM3S8971 ARM微处理器为核心,设计了焊接过程数字化控制系统;通过电流闭环控制和数字PID调节,实现前级逆变电路的恒流特性输出,同时对后级逆变电路进行数字化低频调制,获得多种电流波形输出;设计了基于ARM+CPLD双芯结构的数字化面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的多功能逆变焊机动态性能好、控制灵活、操作便利、设计合理可行.     

Research on a 50 kW digital inverter type plasma cutting power supply

To improve energy transfer efficiency and quality controllability of plasma cutting process of thick plate, a 50 kW digital inverter type plasma cutting power supply is developed. The power supply main circuit is composed of two similar power electronic building blocks, using full-bridge high frequency inverter topology to achieve efficient energy transformation. To realize accurate digital control of the plasma cutting power supply and cooperative work of the two power electronic building blocks, the Cortex-M4 type ARM microprocessor-TM4C123GH6PGE is used as the cybernetic core of the control system. To improve the response performance and reliability of the power system, close-loop control and peak current feedback control modes are adopted. In the end, the experimental study of the performance testing and cutting of the developed prototype is carried out. The results indicate that the design is rational and feasible, and the developed high power plnsma cutting power supply works reliably with excellent performance.     

基于DSP的数字化控制逆变式空气等离子切割电源研究

采用数字信号处理器DSP56F805,建立了逆变式空气等离子切割电源数字化控制系统.利用霍尔电流传感器检测电源输出电流,通过采样与A/D变换、数字滤波和PID控制实现了稳定的恒电流输出特性,并通过大林算法克服了数字PWM控制以及功率变换电路输出本身的延迟效应.此外,电源系统还采用Boost电路进行有源功率因数校正,输入EMI滤波电路滤除高频干扰,从而有效地提高了电源系统的功率因数和工作稳定性,以及数字化控制系统的抗高频干扰能力.实验结果表明,该数字化控制逆变式空气等离子切割电源切割过程稳定,切割质量良好.     

交流逆变电阻缝焊电源的研制

针对传统工频交流缝焊电源存在的热效率低、过零时间长、容易发生热影响等问题,研制了一台微型交流逆变缝焊电源.该电源以32位微型控制器（ARM）芯片STM32F103RCT6为核心,通过STM32内部的脉冲调制模块生成逆变器开关信号,配合采样系统并利用PI算法实现对电源输出的精准控制.文中主要介绍了交流逆变缝焊电源的主电路结构、逆变器控制方式以及控制系统软硬件设计.结果表明,该交流逆变电阻缝焊电源设计合理,输出动态响应速度快,频率可调,稳定性好,恒流控制效果佳,适合微型件精密缝焊.     

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.     

A digital controlled alternating electromagnetic stirring generator based on dual inverter structure

A digital controlled alternating electromagnetic stirring generator is proposed in this paper. The main circuit of the generator makes use of dual inverter structure among which the former inverter uses full bridge zero voltage switching topology and the latter inverter uses full bridge inverter circuit. To improve the dynamic response performance, the inverting frequency of the former inverter is as high as 100kHz. The Cortex-M3 kernel based ARM microcontroller LM3S818 is adopted as the cybernetics core of the digital control system to achieve accurate, stable and flexible control of the generator. All the PWM signals for the former and latter inverters are generated by the LM3S818 directly. The constant current characteristic of the former inverter is obtained through current close-loop feedback control, and can ensure the operation safety when the output current waveform is at zero crossing point. Both simulation and experiment results show that the proposed generator is with such advantages as wide soft-switching range, perfect control accuracy and flexible waveform modulation, and can fulfill the requirements of electromagnetic stirring process.