逆變式等離子切割電源建模及控制的研究.pdf

1、逆變式等離子切割電源具有切割效率高、切口光滑、切割變形小及成本適中等優(yōu)點得到了快速的發(fā)展。本文主要內容是基于半橋逆變電路的空氣等離子切割電源控制策略的研究。首先,針對傳統(tǒng)PI控制存在電壓超調量與響應時間矛盾導致斷弧、電弧不穩(wěn)定及網格切割時易斷弧等問題,研究了滑模變結構控制電壓環(huán)與PI控制電流環(huán)并聯(lián)切換的控制策略。采用狀態(tài)空間平均法對半橋型等離子切割電源進行建模,得到變換器的穩(wěn)態(tài)和低頻小信號等效模型,設計了電流環(huán)PI控制器;且對滑模變結構

2、控制的電壓環(huán)進行了深入研究,從理論上推導了基于平均狀態(tài)空間模型半橋DC/DC變換器滑?？刂?。并進行了仿真驗證,仿真結果表明所研究的控制策略是可行的。其次,設計了基于TMS320F2808數字控制器采用滑模變結構控制電壓環(huán)與PI控制電流環(huán)并聯(lián)切換控制策略的等離子切割電源控制系統(tǒng)。最后,在16kW逆變式等離子切割電源平臺上,實現了30~100A連續(xù)可調的多模式切割功能,實驗分別對電源的非高頻引弧、弧轉移及多模式切割過程進行控制方案驗證和性能