基于ARM的全数字化多功能焊接电源的研究

更新时间：2020-04-11 15:08:08 大小：7M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：arm 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着弧焊电源研究和应用的不断深入和发展，弧焊电源的柔性化和精确化得到高度重视。在这种背景下，多功能全数字化弧焊电源成为焊接科研工作者研究的热点，受到了焊接界高度关注。与普通模拟电路控制和单片机控制的弧焊电源不同，多功能全数字化弧焊电源的最大特点是控制电路广泛采用数字控制，在高速响应的硬件和软件基础上实现多种材料、多种工艺形式的焊接，尤其是在不锈钢、钛合会等高性能材料的精密化焊接工艺控制方面，具有常规弧焊电源所不能比拟的优越性。

本文采用先进的ARM微控制器，研制出全数字化控制的多功能逆变焊接电源，实现了输出波形的柔性控制，能满足多种焊接工艺要求。论文研究工作包括多功能焊接电源硬件设计、软件设计、系统仿真模型分析及样机实验验证和波形分析。

首先，论文根据焊接工艺的要求，对多功能焊接电源主电路的拓扑结构进行分析，采用IGBT全桥逆变式结构，并对主电路关键部件的参数进行了设计，包括输入整流滤波电路、高频变压器、输出整流滤波电路；在此基础上，根据焊接电弧的特点，从精密控制电弧能量的角度出发，建立了桥式弧焊逆变器的系统动态模型、电源·电弧动态模型，并利用MATLAB进行了仿真，获得了不同电弧状态下的输出波形。

其次，根据全数字化控制对微处理器运算能力和功能的要求，选择型号为LPC2134的ARM7芯片作为控制核心，设计了相应的采样电路、辅助电源电路、保护电路。由于焊接过程需要使用高频高压引弧，为提高系统稳定性和可靠性，进行了系统抗干扰设计。同时，设计了完整的可实现手工焊、直流TIG焊和脉冲TIG焊的多功能数字化系统，建立了基于ARM的全数字化控制平台。

利用REALVIEW MDK开发环境，在ARM全数字化控制平台的基础上，设计控制系统的软件程序，包括主程序、PI控制程序、初始化程序、中断服务程序及抗干扰措施等。详细地设计了手工焊、直流TIG焊和脉冲TIG焊工艺控制程序，建立了完整的软件控制系统。

最后，在主电路参数设计及控制系统的软硬件设计的基础上，搭建了样机，采集了电路实验波形，进行了波形分析。结果表明系统输出波形平稳，静、动态特性均满足要求。本文为ARM控制器在全数字化多功能焊接电源中的应用及进一步研究奠定了基础。