30KHz逆變數(shù)字式一元化脈沖MIG焊機.pdf

1、脈沖MIG焊由于具有熱輸入可控、電流調節(jié)范圍寬且易于實現(xiàn)射滴過渡、適用于全位置焊接、焊接質量好、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點而被廣泛應用。然而，隨著工業(yè)技術的不斷進步，對焊接生產(chǎn)的效率、焊接質量、自動化及智能化的要求越來越高，普通的數(shù)字脈沖焊機性能仍有不足，傳統(tǒng)的模擬焊機更是難以適應。因此，需開發(fā)出性能更加全面、穩(wěn)定、控制精度更高的數(shù)字脈沖焊機。
　　焊機中的控制技術從最先的單個MCU控制，到雙MCU控制，再到DSP和MCU雙核控制不斷地

2、提高，從而使焊機的整體性能不斷提升。尤其是DSP在焊機中的應用，使焊機控制精度更高、輸出更具柔性化、系統(tǒng)穩(wěn)定性好。本文設計的數(shù)字式一元化脈沖MIG焊機就采用DSP（TMS320F2812）和MCU（STC89C58RD+）雙核控制，逆變頻率為30KHz，可實現(xiàn)脈沖和非脈沖MIG焊，并且脈沖焊時具有一元化調節(jié)功能，只需要調節(jié)送絲速度一個焊接參數(shù)，其余參數(shù)（峰值電流、基值電流、頻率、占空比）通過MCU內部程序自動匹配到最佳，無需人工調節(jié)，從

3、而降低了對焊工經(jīng)驗的依賴。
　　首先，本文對焊機的硬件電路系統(tǒng)進行分析設計，主要包括：主電路、控制電路、驅動電路。主電路采用全橋軟開關逆變電路，計算了主電路的各主要參數(shù)，并在分析全橋ZVZCS-PWM軟開關逆變器工作原理的基礎上，計算了逆變頻率為30KHz的逆變器諧振參數(shù)?？刂齐娐酚蒁SP控制電路和MCU控制電路兩部分組成，其中DSP控制電路主要有DSP最小系統(tǒng)、采樣電路、保護電路、通信電路等；MCU控制電路主要由參數(shù)選擇電路、M

4、AX7219顯示電路、通信電路等組成。驅動電路以光耦HCPL-316J為核心設計，主要負責對 DSP輸出的PWM信號進行放大，并使主電路與控制電路隔離。同時HCPL-316J還對IGBT具有過流保護的功能。
　　其次，本文對DSP和MCU控制系統(tǒng)軟件的程序設計及程序結構做了介紹。其中，DSP中的程序主要負責焊機外特性控制、A/D采樣及其數(shù)據(jù)校正、弧長控制、PWM信號調制、焊接時序控制等；而MCU主要負責參數(shù)顯示、編碼器鑒相、掉電保