计算机控制多功能IGBT硬开关型逆变焊机开发

摘要

随着计算机控制技术的进步和新型开关器件的推出，弧焊逆变电源朝着多功能化、数字化方向发展，对所配置的电源系统静态和动态性能指标提出了更严格要求：具有良好的外特性和动特性控制，以满足各种焊接工艺方法和不同场合的要求；具有相当宽的输出量连续调节范围和优良的动态响应指标，来保证电弧过程的持续稳定；为满足这些要求，本课题研制开发计算机控制的多功能IGBT逆变弧焊电源。
　　 本系统选用全桥式拓扑结构作为主电路的形式，以IGBT管为功率开关器件，中频变压器使用微品磁心；结合DSP芯片自身的特点，设计了以TMS320LF2407为核心的控制系统，焊接电压、电流的调节特性和外特性形状控制，采用PWM调制；借助输出电压采样和霍尔元件，设计了电流、电压反馈电路，形成了闭环控制系统。并针对焊接过程中可能出现的过电流、过热、过/欠电压等故障，设计了相应的保护电路和报警电路；为了实现本设计逆变电源多种电气的输出特性，专门设计了相应的软件系统；同时对控制系统的抗干扰措施进行了研究。
　　 最后进行了焊机的安装与调试，组装整机，进行焊接工艺试验。试验表明，本课题所研制的多功能IGBT逆变焊机焊接产品具有很好的一致性、性能稳定可靠、控制精度高、功能丰富，达到了预期的效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 逆变弧焊电源的研究现状

1.1.1 逆变弧焊电源的国外研究现状

1.1.2 逆变弧焊电源的国内研究现状

1.2 逆变弧焊电源的发展方向

1.3 选题的意义和主要工作

1.3.1 选题的意义

1.3.2 主要工作

第二章 弧焊逆变器主电路的设计及调试

2.1 主电路的基本形式及选用

2.2 供电系统设计

2.2.1 输入整流器的设计

2.2.2 输入滤波器的设计

2.3 中频变压器设计

2.4 输出整流器和直流电抗器设计

2.4.1 输出整流二极管的选择

2.4.2 直流电抗器设计

2.5 IGBT 管的设计与保护

2.5.1 额定电压Ue

2.5.2 额定电流Ie

2.5.3 1GBT的保护

2.6 主电路调试

2.6.1 IGBT管调试

2.6.2 输入输出波形测试

2.7 本章小结

第三章 控制系统的设计及调试

3.1 控制系统的硬件设计

3.1.1 DSP最小系统

3.1.2 驱动脉冲调制和PWM电路

3.1.3 保护电路

3.1.4 参数预置与显示电路

3.1.5 驱动电路

3.2 控制系统软件设计

3.3 控制系统抗干扰措施

3.3.1 硬件抗干扰措施

3.3.2 软件抗干扰措施

3.4 控制系统调试

3.5 本章小结

第四章 给定反馈系统的设计

4.1 检测电路设计

4.2 给定电路设计

4.3 比较和放大电路设计

4.3.1 原理介绍

4.3.2 电路设计

4.4 本章小结

第五章 焊机安装与工艺试验

5.1 逆变焊机的安装和整机调试

5.1.1 逆变焊机的安装

5.1.2 焊机的调试

5.2 焊接工艺试验

5.2.1 MIG焊外特性的测试

5.2.2 CO2气保焊工艺试验

5.2.3 手工焊工艺试验

5.2.4 双脉冲气保焊工艺试验

第六章 结论

参考文献

致谢

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