IGBT軟開(kāi)關(guān)逆變CO-,2-焊接電源與短路信號(hào)的小波檢測(cè)研究.pdf

1、隨著電力電子器件的飛速發(fā)展及專用的DSP出現(xiàn)，IGBT式逆變焊接電源逐漸成為焊接電源的主導(dǎo)產(chǎn)品，并向高效化，數(shù)字化方向發(fā)展。為克服硬開(kāi)關(guān)的損耗大，感性關(guān)斷電壓尖峰大，容性開(kāi)通電流尖峰大等問(wèn)題，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的研究成為了熱點(diǎn)，并將逐步應(yīng)用于逆變焊接電源。將軟開(kāi)關(guān)逆變電源應(yīng)用到CO<,2>氣體保護(hù)焊，充分發(fā)揮逆變電源控制性好的優(yōu)勢(shì)，對(duì)CO<,2>焊熔滴短路過(guò)渡電流電壓波形進(jìn)行細(xì)微、嚴(yán)格控制，從而有望能使CO<,2>氣體保護(hù)焊接飛濺大的問(wèn)題得到有

2、效的解決。精細(xì)控制就需要準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)檢測(cè)出焊接過(guò)程中短路與縮頸信號(hào)。本課題正是在此背景下，提出并完成IGBT軟開(kāi)關(guān)逆變CO<,2>焊接電源主電路與短路信號(hào)的小波檢測(cè)研究。 首先，本文從總體設(shè)計(jì)的角度，選擇了FB-ZVSZCS-PWM電路作為軟開(kāi)關(guān)逆變CO<,2>焊接電源的主電路。通過(guò)對(duì)其工作機(jī)理的分析，根據(jù)CO<,2>焊接電源的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)、選擇了主電路中的功率元件。分析了可飽和電感(非線性電感)的工作機(jī)理，設(shè)計(jì)完成了測(cè)量

3、飽和電感非線性實(shí)驗(yàn)。在上述基礎(chǔ)之上，推導(dǎo)了實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的邊界條件。初步確定了變壓器、IGBT、可飽和電感等核心元件的參數(shù)。 其次，應(yīng)用MATLAB軟件，構(gòu)建了可變電感模型和主電路仿真模型，進(jìn)行了主電路系統(tǒng)的仿真，修正了各個(gè)元件的設(shè)計(jì)參數(shù)，仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)了主電路的ZCSZVS。依據(jù)這些參數(shù)搭建主電路進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)測(cè)的主電路超前臂和滯后臂上IGBT的驅(qū)動(dòng)電壓波形、集電極和發(fā)射極電壓波形、滯后臂上的電流波形，說(shuō)明主電路實(shí)現(xiàn)了ZVSZCS

4、，。同時(shí)研究了主電路中主要元件的參數(shù)對(duì)主電路軟開(kāi)關(guān)工作過(guò)程的影響。 最后，針對(duì)目前波控CO<,2>氣體保護(hù)焊中存在的無(wú)法準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)的檢測(cè)到短路、縮頸信號(hào)的問(wèn)題，采用基于DSP的小波分析方法來(lái)檢測(cè)CO<,2>焊短路信號(hào)，以提高信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性和實(shí)時(shí)性。通過(guò)對(duì)小波分析算法的研究和采用MATLAB小波工具箱對(duì)實(shí)測(cè)CO<,2>焊接電弧電壓信號(hào)的輔助設(shè)計(jì)，選擇了對(duì)電弧電壓信號(hào)進(jìn)行小波分析的最優(yōu)數(shù)字濾波器組，以此確定了實(shí)際焊接