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数字化变极性TIG电源的研究

更新时间：2020-04-11 14:01:33 大小：3M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：电源 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

数字化逆变弧焊电源可靠性高、控制灵活、易方便升级，成为焊机的发展方向，推动了焊接产业的巨大发展。数字化变极性电源具有阴极雾化效果好，钨极烧损少的突出优点，是目前焊接铝合金最理想的焊接方法。

交流电弧在过零点时需要重新引弧，因而重新引弧的稳定性成为变极性电弧最重要的性能，本文在阅读大量电弧相关文献基础上，对电弧重新引弧时的状态进行了初步探讨，初步提出了引弧电压及引弧时刻与焊接电流的关系，设计了一种稳弧电路较好地解决了变极性电弧在小电流情况下的稳定性问题。

本文详细论述了铝合金焊接的发展历程和变极性电源的国内外研究现状，提出了一种采用两次逆变结构的主回路实现方法：一次逆变拓扑形式采用改进的相移谐振软开关方式，二次逆变采用串联稳弧电感的全桥结构。通过仿真及实验对比得出所提出的软开关结构能够有效降低功率器件的功耗。根据焊机的输入参数对主要元器件进行了计算和选择，并通过热相图分析，验证了采用的软开关电路的正确性。

控制部分采用“MCU+DSP”双机控制系统。选用ATmega64L作为单片机控制系统的主芯片，主要负责系统的总体管理，给定参数，与DSP以及上位机进行通信、传递数据，实时显示焊接数据。选用MC56F8346作为DSP控制系统主芯片，主要负责焊接电流、焊接电压的反馈和闭环PI运算以及控制焊接时序，以确保良好的电源外特性输出。

主控板和前面板之间通过RS-485协议来交换数据，解决了光耦对数据传输过程中的延迟问题。设计了专门的滤波电路，有效抑制了逆变弧焊电源带来的电磁干扰，并通过EMC测试，满足欧盟标准。

通过软件设计，实现了对焊接参数和焊接过程的精确控制。利用数字滤波的软件抗干扰技术，提高了系统的稳定性。

本文研究了变极性TIG电源波形参数对焊接效果的影响，对不同参数时的焊接电流、电压波形及焊缝成型进行分析，通过实验和实际应用验证，本课题设计的变极性电源可以取得良好的焊接效果。

本文的不足之处在于虽然给出了交流电弧过零时刻的电弧模型，但仅进行了初步探讨，对电弧模型的描述还不是非常准确，需要进一步研究。