多功能逆變焊機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展給數(shù)字化弧焊電源帶來(lái)了廣闊的發(fā)展前景。數(shù)字化弧焊電源具有控制精度高，穩(wěn)定性好，效率高等特點(diǎn);具有更好的工藝穩(wěn)定性和更好的工藝效果;具有良好的通訊接口，可以與PC機(jī)通訊，植入焊接專(zhuān)家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化控制，可以方便地實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的監(jiān)控。數(shù)字技術(shù)極大地推動(dòng)了焊接電源性能的提高和功能的拓展，數(shù)字化弧焊電源已經(jīng)從簡(jiǎn)單的焊接電弧功率供給單元向多功能復(fù)合的智能型焊接設(shè)備發(fā)展。本文以Microchip公司16位系列的dsPIC

2、30F4011數(shù)字信號(hào)控制器為控制核心，設(shè)計(jì)多功能逆變焊機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)手工電弧焊恒斜率下降和恒流帶外拖外特性輸出，實(shí)現(xiàn)直流TIG焊和脈沖TIG焊控制。
　　本文首先分析了弧焊電源的工作原理，介紹了軟開(kāi)關(guān)型全橋逆變式主電路及其工作原理。對(duì)數(shù)字信號(hào)控制器dsPIC30F4011進(jìn)行合理的資源分配，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件電路。硬件電路主要包括采樣電路、保護(hù)電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、PWM發(fā)生電路、驅(qū)動(dòng)電路、參數(shù)顯示電路等。設(shè)計(jì)的人機(jī)交互系

3、統(tǒng)便于用戶植入焊接參數(shù)，并能直觀地以數(shù)字式顯示焊接過(guò)程參數(shù)。在控制系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟件。設(shè)計(jì)主程序流程圖，根據(jù)焊接方式標(biāo)志位進(jìn)入不同的焊接控制子程序。通過(guò)軟件編程，實(shí)現(xiàn)不同的焊接時(shí)序控制，在同一硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多種焊接功能。根據(jù)TIG焊的工藝時(shí)序，設(shè)計(jì)TIG焊提前送氣、引弧、電流上升、脈沖控制、電流衰減、滯后送氣等焊接控制程序。程序采用模塊化設(shè)計(jì)，軟件編寫(xiě)A/D轉(zhuǎn)換子程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、參數(shù)設(shè)置、顯示程序等?？刂葡到y(tǒng)采用P

4、I控制。根據(jù)不同的焊接方式，采取不同的運(yùn)算處理實(shí)現(xiàn)不同的外特性輸出。為了提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力保證焊機(jī)的可靠工作，采取了不同的硬軟件抗干擾措施。在熟悉MPLAB IDE軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，編寫(xiě)和調(diào)試軟件。
　　對(duì)數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，操作面板簡(jiǎn)單、直觀，操作方便。測(cè)試DAC的輸出和IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，均能達(dá)到預(yù)期的效果。測(cè)試焊機(jī)輸出的空載電壓，空載電壓能滿足弧焊電源對(duì)引弧的要求。利用高壓探頭IGBT兩端的電壓，利用互感