基于dsp双逆变变极性电源的控制系统（可复制）.pdf

摘要本文首先介绍了变极性逆变电源在焊接领域的发展史、现状以及未来的发展前景,阐述了变极性附拥奶氐恪⒛壳肮谕獾难芯肯肿匆约癉技术和逆变技术相结合在焊接领域中的深远影响。根据铝合金焊接的要求和逆变电源的发展趋势。本文提出了基于设计中,对数字化逆变电源中干扰产生原因及对焊机的危害作了介绍,并提出相应的抗干扰措施,重点对手柄开关信号传输和电弧电压检测两种典型电路进行了抗干扰设计。在控制系统硬件设计的基础上,利用改姹涞缭创笮藕欧窍咝韵低衬P停运杓频目刂葡低辰辛朔抡妗MüD庀低车动态过程,对数字控制器参数进行了初步整定。得到了电源的外特性曲线并预测了控制的整体框架。其次根据仿真结果,利用软件对控制算法进行了优化。分析了变极性电源两次协调问题。本文在完成控制系统的硬件及软件设计的基础上,对系统进行了联机调试。以电阻箱为负载,对控制系统进行了开环调试、闭环直流调试、脉冲调试、变极性调试,并与最后,针对本控制系统的后续研究工作提出了进一步完善的建议,为今后的深入研究莫变变极性电源控制系统的设计要求及原理,设计了以:诵牡目刂葡低秤布缏贰S布动态仿真环境,建立了变极性效果。在系统软件设计中,首先根据变极性改姹涞缭吹墓ぷ髟砑肮δ苌杓屏酥鞒绦逆变协调控制的要求,并在软件编程中利用型ㄓ枚ㄊ逼鞯耐嚼唇饩隽酱文姹涞耐仿真模型的结果进行了对比分析,分析了实验与仿真结果存在差异的原因并对仿真模型提出了修改意见。调试结果表明:仿真结果基本准确,本文研制的变极性逆变电源控制系统对焊接电流外特性控制精确;实现了电流频率和正负半波电流幅值、时间比可分别独立调节;其动特性和外特性符合设计要求,满足焊接工艺的需要。定了良好的基础。关键词:变极性焊接电源,数字化控制系统,二次逆变,仿真,
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⒅绷鞣唇⒄也第一章绪论变极性电源及其研究现状。百。.浼缘缭吹暮铝及其合金材料由于具有耐腐蚀、密度小、重量轻、机械特性好等优点,越来越受人们的欢迎,尤其在一些特殊的行业如:航空航天工业、车辆船舶工业、医药化工、国防军事工业以及民用工业等领域具有重要地位【”。然而,铝及其合金亦具有许多与其他金属不同的物理特性:在空气中极易氧化生成的熔点高⒈戎卮蟆⒉灰兹コU攵砸陨险庑┪锢硖匦裕良捌浜辖甘痹诠ひ占吧璞干嫌μ乇鹱⒁庠诤附邮奔饶芮宄鼳氧化膜,又能够减少钨极烧损,提高焊接效率【俊交流及变极性傅确⒄菇锥巍U攵月梁辖餞焊阴极雾化和限制钨极烧损的研究表明】:直流正接钨棒烧损少,焊接效率高,工件的收缩和变形小,但没有阴极雾化效果;而直流反接能产生阴极雾化,去除金属表面的氧化膜,故铝及其合金通常采用交流焊。传统的正弦波交流肝1证电弧稳定,须采用稳弧措施和较高的空载电压。变极性电源是近十年发展起来的一种新型焊接电源,其电流过零速度快,电弧相对稳定。;为电流幅值;为电流幅值,其输出电流频率、、半波时间,幅值独立可调。通过试验发现时间比例月梁辖鸩牧系暮附佑凶胖匾5挠跋臁可式中:为周期中时间;为周期中时间。试验发现,当龃时,阴极清理作用加强,母材获得热量减少,熔深浅而宽,钨极烧损加大;反之,跣∈:..
.浼缘缭吹难芯肯肿阴极清理作用的主要因素是半波的电流大小,电流幅值对于阴极清理作用的影响要比时间的影响大K越患缘缭赐ü徊郊跎貲的时间和增大半波电流幅值,在保证获得足够的阴极清理区的条件下,最大限度地减少的时间,使电弧的特点向直流钨极接负、靠近。图为半周时电流值和通电时间对阴极清理作用的影响。⑵涫涑龅缌魑=涣骶匦尾ǎ缌鞴慵ǹ欤虼说缁∥榷ㄐ缘玫酱蟠蟾⒂捎诘缌髌德屎驼喊氩ǖ缌鞣怠⑹奔浔瓤梢苑直鸬鹘冢梢愿莺接条件调节与的时间比和电流幅值比,在保证阴极雾化作用的前提下,最大限度地减小钨极的烧损,提高工作效率。⒈浼缘缭匆彩且恢致龀宓缭矗渎龀宓缁《匀鄢赜泻芮康慕涟枳饔谩目前,变极性电源主要应用于钨极氩弧焊偷壤胱雍来焊接铝及铝合金。在国外,变极性电源的应用更多集中于等离子焊,多用于航空航天领域材料的焊接睁“】。可变极性等离子焊接最初是美国航天局为研制航天飞机而发展的一种新型的焊接方法。它主要针对铝合金焊接,特别是厚板的铝合金焊接。由于可变极性等离子焊接一次焊接厚度可达毫米,同时等离子焊接的“小孔”效应有效排除了焊缝中的气孔、夹渣和裂纹,实现了所谓“无缺陷焊接”,大大改善了焊接质量【】。因此这种电源在国外发展迅速。目前美国、日本等发达国家都已有质量可靠的产品问世。国内变极性电源的相关研究分变极性钨极氩弧焊和变极性等离子弧焊两部分。国内有很多学者和专家在设计和推广