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文檔簡介
1、數(shù)字化逆變電源的出現(xiàn)和發(fā)展是焊接技術的進步,有人甚至把它比作焊接技術的數(shù)字化革命,也有人把它比作焊接技術的IT革命。數(shù)字化逆變電源不僅僅推動了焊接電源的發(fā)展,更重要的是它對焊接技術的長遠發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響作用。本文首先介紹了“數(shù)字化”的概念,分析了數(shù)字化逆變弧焊電源的特征。結合當前數(shù)字化逆變弧焊電源在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢,闡明了進行本課題研究的必要性。 本論文簡要介紹了數(shù)字信號處理器DSP(DigitalSignalProcess
2、or)的產(chǎn)生、應用領域及發(fā)展趨勢等,接著詳細闡述了其工作原理、結構特征及芯片的選型。重點介紹了所研制的IGBT逆變交直流方波TIG焊接電源系統(tǒng)的組成部分和控制原理。分別就逆變電源的主電路、控制電路、保護電路和驅動電路做了詳細分析,并從軟硬件兩方面進行了系統(tǒng)的闡述。 電源主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結構,由輸入整流濾波電路、逆變電路、高頻變壓器、輸出整流電路、二次逆變電路組成。文中詳細介紹了主電路的設計要點及元件選型
3、和參數(shù)計算。控制系統(tǒng)以16位數(shù)字信號處理器TMS320F240為核心,采用了目前比較常用的脈寬調(diào)制方式PWM(PulseWidthModulation)即控制IGBT的導通時間來實現(xiàn)焊機輸出功率與輸出特性的控制。由于TMS320F240難以直接產(chǎn)生需要的帶死區(qū)的脈沖波形,因此設計了專門的“分頻電路”。前級驅動脈沖是利用TMS320F240的比較單元輸出一路PWM脈沖,經(jīng)分頻電路分頻后產(chǎn)生兩路互不重疊的觸發(fā)脈沖,再經(jīng)IGBT專用驅動模塊M
4、57959L進行功率放大后,觸發(fā)IGBT。后級驅動脈沖是利用DSP輸出另外一路PWM脈沖分頻再經(jīng)放大后得到的兩路互不重疊的觸發(fā)脈沖。系統(tǒng)實時對輸出電流進行采樣,將采樣結果送入到DSP進行A/D轉換。 本文還詳細闡述了DSP片內(nèi)的資源分配和外圍電路的功能等。并針對焊接過程中可能出現(xiàn)的典型故障:過流、過熱、過/欠壓等,設計了相應的保護電路。 在焊機的主電路和控制電路部分都進行了抗干擾設計。系統(tǒng)軟件采用匯編語言,以模塊化方法設
5、計。文中詳細介紹了主程序及中斷服務程序的功能和結構。 文中還詳細介紹了DSP開發(fā)環(huán)境CCS的安裝和設置以及開發(fā)工具XDS510的使用。 通過試驗,對該電源的實現(xiàn)方案、組成部分進行了分析,得到了初步的試驗結果,給出了在試驗過程中記錄的相關數(shù)據(jù)與波形;對試驗過程中出現(xiàn)的問題進行研究分析,提出了解決方法。試驗結果表明:該焊機主電路響應速度快,硬件電路簡單可靠,系統(tǒng)軟件高效、移植性好,抗干擾能力強,基本達到了最初設計的構想和要求
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