数字化的逆变弧焊电源

逆变孤焊电源以其稳定的电气性能和良好的焊接效果,成为电焊机重要的发展方向.而数字化的 逆变焊机具有模拟焊机不可比拟的优势:可靠性高、控制精度高、易于大规模集成、方便升级等,因此在工业加工、船舶制造、核工业等领域应用越来越广泛,取代模拟焊机成为大势所趋.从主电路、控制电路以及人机交互方面描述了孤焊电源的发展历程,对各个阶段的孤焊电源组成结构和性能进行了比较,着重讨论了相移谐振软开关技术、逆变技术、数字技术在弧焊电源中的应用,并对先进的控制算法进行了分析.在此基础上对孤焊电源的发展提出展望.     

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。     

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.     

现代数字化弧焊电源的发展

介绍了模拟焊机的结构和缺点,阐述了数字焊接的核心部分——电源,数字化弧焊电源具有传统模拟电源无法企及的优势,以及数字化弧焊电源的工作原理与主要特点。以逆变弧焊电源为主,分别从主电路控制、外特性控制、接口控制和智能控制四个方面的关键性技术进行探讨,并就目前数字化弧焊电源技术存在的问题作了简要介绍。评述了数字化弧焊电源的研究现状并初步预测了其发展前景。     

逆变弧焊电源的可靠性

简述了国内逆变弧焊电源现状，结合笔者的研制工作，就如何提高ＩＧＢＴ逆变弧焊电源的可靠性问题，从保护电路，线路的抗干扰，逆变器的热设计，驱动电路等方面进行了阐述。     

模糊控制逆变弧焊电源

介绍了模糊控制逆变弧焊电源的基本工作原理，控制系统组成以及硬件实现方案。设计出了二输入一输出模糊控制器，模糊控制器以焊接电流偏差和偏差变化率为输入量，输入量通过模糊化处理，模糊推理得出输出结果，再将其解模糊化，得到控制变量的精确输出值，实现电源的恒流外特性控制。研制出一台模糊控制逆变弧焊电源样机，并对其外特性进行了测试。     

单端正激逆变器焊接电源的数字控制研究

针对单端正激逆变器焊接电源存在的不足,在单端正激逆变器的前端用推挽push-pull正激电路控制直流电源的质量,以达到减小直流电压的纹波和逆变器所需要的直流电压的目的;同时,开关管用软开关控制的方法以及根据负载的需要输出不同频率的脉冲焊接交流电压。通过pspice仿真软件对单端正激逆变器进行仿真分析可知,输出频率在50kHz时,减小了滤波电路的体积,其输出的交流方波电压也能达到焊接要求。最后用DSP2812对以上的拓扑结构进行控制,试验结果表明,该控制方法能使整个控制系统能稳定可靠的运行,提高了效率和焊接质量,达到了焊接工艺的要求。     

软开关弧焊逆变电源数字化控制的研究

介绍了弧焊逆变电源的软开关技术及其实现。在与传统的弧焊电源控制比较的基础上,提出了一种软开关弧焊逆变电源的数字控制方案。该方案采用数字信号处理器(DSP)作为控制系统的核心,使得焊接逆变电源无论是在数字运算能力还是过程控制能力上都能够满足现代逆变焊接的要求。     

基于DSP逆变焊接电源数字控制

针对逆变焊接存在的困难和缺点,设计了数字控制的焊接逆变电源,通过数字控制实现电焊机逆变电源恒流控制,其实现方法是通过负载电流取样并通过数字PI调节,控制开关管的导通,使其焊接电流恒定,达到焊接工艺的要求。通过理论分析和基于DSP芯片控制的实验验证了该控制系统的稳定性和可靠性,并能适时的调节逆变电源输出交流电流的大小,同时该方法能提高焊接效率、降低能耗,提高焊接质量。     

ARM控制的数字化逆变焊机PWM脉冲的实现

PWM控制脉冲的实现难易性、可控性和稳定性对波形控制焊机的性能有重要影响.以LPC 2131(ARM)为控制核心,利用其内部的PWM模块产生单路脉冲,并经过外围GAL电路转化为双路脉冲,可按照焊机的工作状态进行相应占空比调节和输出.通过仿真和联机调试,结果表明,实测波形和仿真波形一致,具有PWM脉冲实现容易、控制性能良好和运行可靠等优点.     

数字化逆变焊机的发展和应用

电子技术和信息技术的发展带动了焊接设备的迅猛发展,全数字化焊接设备的应用为焊接技术的发展和应用带来了飞跃式的突破.无(低)飞溅焊接,高效节能,环保,焊接专家系统的应用和更新,焊接生产管理的数字化和网络化,焊接能量和电孤的精确控制等,这些都使用户在环保、节能、实时监控 的环境里轻松操作(开机、起动、焊接),高效的获得高质量的焊接产品成为可能.     

全数字化IGBT逆变焊机系统设计

设计了基于DSP和单片机的全数字化IGBT逆变焊机系统.该系统的主电路采用IGBT逆变技术,控制系统采用主从式控制结构,同时阐述了该控制系统硬件和软件的设计方法,以及主从控制系统的通信问题.     

数字化逆变埋弧焊电源的设计

针对IGBT逆变埋弧焊电源,设计了基于SOC(C8051F330)的数字控制系统,介绍了系统的软、硬件组成和控制原理,焊接电源采用PWM控制技术.引入电流和电压闭环反馈,根据设置输入,由单片机控制实现不同埋弧焊电源外特性,适应不同焊接工艺的要求.     

基于ARM控制的多功能数字化逆变焊接电源

针对目前传统焊接电源存在的问题.主要讨论了多功能逆变焊接电源由模拟化向数字化改进的设计方法.介绍了硬件电路和软件系统的设计思路,包括如何用ARM处理器实现逆变焊接电源的数字化控制、主电路的设计、控制系统软件功能的设计和实现,最后对设计的样机进行了工艺试验.结果表明.基于ARM的数字化多功能逆变焊接电源具有较好的受控能力,能够满足高质量焊接的需要.     

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.     

基于数字通信技术的逆变式MAG焊机研究

送丝机和弧焊电源分别内置PIC单片机控制系统,由数据线和焊接电缆构成数据传输通道,并采用全双工异步串行通信模式,实现两者之间的信息交换。电源线和焊接电缆构成电源回路,为送丝机和控制系统提供电能。该焊机同时实现了人机界面、数字化焊接时序控制和数字化送丝功能,并可在送丝机上显示焊接参数。用数据线、电源线和焊接电缆代替原来的六根控制线和焊接电缆,来实现弧焊电源与送丝机的信息的交换,不但抗干扰能力强、可靠性和稳定性高,且节约材料,降低了成本,同时焊接参数调节更方便。