基于TMS320F2812的等离子喷涂数字化软开关逆变电源

大功率逆变电源是等离子喷涂设备中的关键部件,介绍了一种软开关大功率等离子喷涂逆变电源,它以移相全桥逆变器加二次整流电路为主电路拓扑,重点分析了其工作原理。采用TMS320F2812 DSP设计了控制系统全数字化硬件平台,阐述了控制系统软件及数字PID的设计,实现了等离子喷涂逆变电源的数字化恒电压、恒电流外特性闭环控制。实验结果表明,逆变电源消除了开关管上的电压、电流尖峰,降低了开关损耗,实现了软开关。通过对PID控制参数的整定和主电路L、C参数的调整,解决了电弧电流发散振荡和熄弧的问题,电弧电流稳定输出,满足等离子喷涂要求。     

交错并联式双管正激弧焊逆变器的设计

以2个双管正激变换器相并联作为主电路,采取交错控制的方法,设计了1台功率为2.4 kW的手工弧焊逆变器.试验结果表明,双管正激电路确保了逆变器的可靠运行,交错控制可以提高输出功率容量,并能降低输出纹波.     

等离子喷涂能量传递特征及其高效电源研究

分析了等离子喷涂的能量传递特征;根据等离子喷涂对电源的具体要求,提出了新型大功率软开关逆变电源并对其性能及能源效率问题进行了实验研究.研究分析表明,该电源具有优良的性能和较高的效率,能够很好满足等离子喷涂的工艺需求.     

焊接设备——熔焊设备

基于实时操作系统的数字化弧焊电源;基于模糊逻辑的弧焊电源动特性分析;数字电源可收敛电弧;用于等离子弧点焊的逆变电源;一种零电压零电流倍流整流弧焊逆变器;新型10kW的光纤激光器;监测激光焊熔池的新方法。     

双端正激逆变器研究

针对单端正激逆变器存在的不足,提出了采用两个单端正激逆变电源,既交错串并联逆变焊接电源,开关管选用软开关交错控制方法。交错并联逆变器既能增加输出功率密度,又能使电压频率增加一倍,减小了装置体积和输出纹波。通过仿真和试验验证了该控制方法的有效性,使整个控制系统能稳定可靠的运行。     

焊接设备——熔焊设备

基于实时操作系统的数字化弧焊电源;基于模糊逻辑的弧焊电源动特性分析;数字电源可收敛电弧;用于等离子弧点焊的逆变电源;一种零电压零电流倍流整流弧焊逆变器;新型10kW的光纤激光器;监测激光焊熔池的新方法。     

软斩波功率控制IGBT四倍频300 kHz/50 kW焊接电源

提出了一种IGBT四倍频分时控制300kHz大功率感应焊接电源．功率调节由三相桥式不控整流电路和直流斩波电路组成,斩波电路采用有源无损缓冲Buck变换器,在较宽的负载范围内使主、副开关管和续流二极管均实现软开关．采州四组IGBT并联的逆变器,对每个IGBT进行分时控制,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的四倍．逆变器工作在负载谐振状态,开关管工作在零电流开通和零电压关断的条件下．设计了输出300kHz／50kW的串联谐振感应焊接电源,给出了设计参数和试验波形．结果表明．采用四倍频分时控制的方法,用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热焊接电源成为可能．     

基于DSP的并联式大功率脉冲MIG焊逆变电源系统

针对高效化焊接对增大焊接电流以提高生产效率的要求,提出利用两台逆变器并联实现脉冲MIG焊逆变电源的大功率输出. 采用数字信号处理器TMS320LF2407A构建基于DSP的并联式大功率脉冲MIG焊数字化控制系统. 利用DSP丰富的外设资源和优异的控制性能,实现单一DSP控制两台逆变器,保证了焊接电源的并联大功率输出. 结果表明,所设计的并联式大功率脉冲MIG焊逆变电源能实现大电流高效化焊接,焊接性能稳定,焊缝成形美观.     

LDKZ—300型可控硅整流式等离子多用弧焊机简介

遵照伟大领袖毛主席“我们必须打破常规,尽量采用先进技术”的教导,在院党委及革委会的正确领导下,经过了两年多的研制和工艺试验,试制成可控硅整流式等离子多用弧焊机(图1)。该焊机的主要特点是:1.电源主回路采用了可控硅整流,甩掉了笨重的饱和电抗器(磁放大器)。切割和喷涂时,将可控硅直接接入380伏电网,进一步省去了大容量的变压器。     

微束等离子弧焊电源的Saber仿真研究

小电流稳定性对微束等离子弧焊工艺至关重要,微束等离子孤焊一个显著的特点是小电流焊接,焊接电流可以达到0.05 A.当在小电流下焊接时,保持电孤稳定燃烧,对微束等离子弧焊电源提出了很高的要求.微束等离子弧焊的电源特性直接关系到微束等离子弧焊焊接工艺的好坏.针对晶体管微束等离子电源,采用Saber软件进行了仿真研究.内容包括微束等离子弧焊电源的主电路和反馈控制电路模型的建立,对晶体管微束等离子弧焊电源的电源特性(主电路开环特性、电源系统闭环控制特性),仿真分析了电源输出纹波等,探讨了电源小电流输出稳定性.     

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。     

基于电容快速充放电控制的变极性微电阻点焊电源的设计

针对传统晶体管式电阻点焊电源负载持续率低,电源输出模式单一和焊接接头一致性差等问题,设计了一种可实现电容快速充放电的变极性晶体管式微电阻点焊电源.分析了电源负载特性,设计了基于全桥逆变+H桥双相斩波电路的电源主电路拓扑,设计了基于高性能STM32双核控制器的数字化电源控制系统,提出了多阶段变脉宽式电容组快速充电方法,开展了电源输出特性测试和铜-镍薄片单面双点工艺试验.试验结果表明,设计的电源输出负载持续率可达5%以上,极性切换时间可低至0.1 ms以下,变极性输出模式可有效解决单极性模式下因极性效应现象造成的焊点尺寸不一的问题,电压控制模式焊接过程焊接接头性能优于电流控制模式和功率控制模式.     

基于ZCS-PWM的超音频感应焊接电源的研究

介绍一种基于ZCS-PWM(零电流开关-脉宽调制)技术的新型超音频感应焊接电源。利用ZCS频率跟踪电路,控制串联谐振式逆变器的开关频率始终跟踪负载的固有谐振频率,使逆变器的输出功率因数接近1,同时显著减小了开关器件的功率损耗,提高了整机的效率。所设计的系统采用直流斩波调压实现输出功率调节,降低了电源输入侧高次谐波,改善了传统的焊接工艺。研制的实用型焊接电源的最大功率为80kW、最高工作频率30kHz、全部采用IGBT器件,装置具有体积小、功率因数高、效率高、焊接速度快等优点。     

S-S拓扑结构下大负载AGV无线电能传输系统设计

为优化AGV充电模式，设计一种无线电能传输系统，用于户外大负载AGV小车的无线充电。该无线电能传输系统包含AC/DC功率模块、高频逆变模块以及接收端整流模块，其中AC/DC功率模块采用华为R95021G1功率模块，输出低压模式可实现正常系统拓扑参数下10 kW输出，输出高压模式可实现高压低流输出状态；高频逆变模块将直流输入变换为高频交流输出，输出接线至地面端线圈拓扑；接收端整流模块将接收线圈的交流电压整流为直流输出，以供给直流负载或为电池负载充电。与逆变电源WiFi通信，实现输出参数的闭环调节和实施状态上报。选择磁耦合全桥S-S无线电能传输技术，采用频率跟踪算法实时调节PWM占空比和PFC模块输出电压来控制充电功率，最终实现AGV的无线快速充电，定位准确、无接触式火花、系统运行稳定。     

高效能超音速等离子喷涂系统的研制

研制的HEPJet高效能超音速等离子喷涂系统，最大功率80kW，最大工作气体流量6m^3／h，可以喷涂金属粉末、碳化物陶瓷粉末和氧化物陶瓷粉末。单阳极内送粉结构的高效能超音速等离子喷枪，为国内外研究超音速等离子喷涂技术开创了一条新路。80kW级20kH脉宽调制IGBT逆变电源解决了输出电压高、输出电流大、高频干扰强等一系列难题，工作可靠。在保证涂层的结合强度、孔隙率等性能指标的前提下，喷涂成本比国外产品降低一半以上。     

Inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed GMAW

A type of novel inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed gas metal arc welding (GMAW) is presented mainly for dealing with the disadvantages of the conventional power supply for twin-wire pulsed GMAW of which the output power is generally difficult to increase due to limitations of the power of semiconductors and the power density of magnetic devices.In the power supplies for the master and slave arcs,the digital signal processor (DSP) TMS320F28335 is used to form the DSP-based synergic control system for parallel high-power pulsed GMA W,which achieves high-power output of two parallel inverters controlled by a single DSP;master-slave communication is achieved by using e controller area network (eCAN)module of DSP,thus realizing anti-phase pulse output of high-power twin-wire pulsed GMA W and reducing the interference between twin arcs.The experiment results demonstrate that the designed inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed GMAW can bring about high-power efficiency of welding,stable welding process and proper formation of welds.     

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.     

一种全桥LLC软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感,隔直电容,变压器的漏电感和绕制的附加电感构成全桥LLC变换电路,实现一种平特性的软开关全桥焊接电源.结果表明,在整个负载工作范围内,电路工作在两个谐振频率之间,功率开关实现零电压开通,整流二极管的实现零电流关断;整个电路可以工作在更高的开关频率,功率密度高,损耗小,效率高,特别适合在大功率场合.文中讨论了其工作原理,制作3.2 kW焊接电源,并给出试验结果.