单相恒流恒压焊机控制器的研制

摘要

电阻焊如今已广泛应用于自动化大规模生产中。为了得到更好的焊接质量，如何采用更加精确的恒压恒流控制方法已经成为研究的重点。
　　论文首先介绍了电阻焊的基本概念，对影响焊接质量的因素进行了深入分析。介绍了一个完整的焊接流程和工频焊机的特性，制定了课题最终实现的目标。
　　通过对工频焊机控制原理的分析，得出了可控硅触发角和焊接电流之间的关系。由可控硅触发角和焊接电流关系分析得出恒流控制和恒压控制的可行性。
　　设计了以MSP430为核心的控制系统，实现恒电流恒电压的控制。硬件部分根据焊机相应功能设计电路结构，其中包括电源部分、操作面板和主控制板三个主要部分。主控制板电路由采样电路、电磁阀控制电路、A/D转换电路等部分组成。
　　软件方面设计了基本的初始化程序以及规范设定程序，着重介绍了焊接程序流程和恒电流控制法的软件实现。
　　实验测试阶段对焊机的基本功能进行了测试，并分析了测试结果，得出了有效值的误差和触发角表格数据量不足是造成误差的两大原因。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 电阻焊概述

1．1．2 电阻焊原理与特点

1．1．3 焊接热量的产出及影响因素

1．2 焊机循环过程

1．3 电阻焊控制系统

1．3．1 恒流(恒压)控制

1．3．2 动态电阻监控

1．3．3 热膨胀法

1．4 单相工频交流电阻焊机

1．5 本课题实现目标

1．5．1 焊机控制器的功能指标

1．5．2 主要技术参数

1．5．3 故障诊断与提示

2 恒流恒压控制原理

2．1 控制系统概述

2．1．1 晶闸管的工作原理

2．1．2 影响控制的主要因素

2．2 次级恒流的基本原理

2．2．1 功率因数角与触发角的关系

2．2．2 电流有效值计算方程

2．2．3 恒电流控制算法

2．3 初级恒压法

3 硬件系统设计

3．1 硬件结构框图

3．1．1 变压器的设计

3．1．2 电流传感器的设计

3．2 主控制电路硬件设计

3．2．1 电源电路

3．2．2 单片机系统

3．2．3 电网电压同步电路

3．2．4 晶闸管触发电路

3．2．5 晶闸管监视电路

3．2．6 采样电路

3．2．7 采样通道整流放大电路

3．2．8 气阀控制电路

3．2．9 操作面板

4 软件系统设计

4．1 软件设计环境简介

4．2 软件结构部分

4．2．1 初始化程序

4．2．2 操作面板设定程序

4．2．3 焊接程序

4．3 控制算法分析

5 测试

5．1 焊机功能测试

5．2 次级恒电流测试

5．2．1 网压380V恒流

5．2．2 网压波动次级恒电

5．2．3 次级负载变化恒流测试

5．3 初级恒压测试

5．4 误差分析

5．4．1 初级恒电流

5．4．2 次级恒电压

5．4．3 其它原因

6 结论

参考文献

附录

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果