一體化雙弧脈沖MIG焊接電源控制策略研究.pdf

1、雙弧脈沖MIG焊是一種低能量輸入的焊接方法。目前，其普遍采取雙電源協(xié)同的控制方法來完成。由于雙電源控制方式存在系統(tǒng)結構復雜、協(xié)同控制困難、體積過大等問題，并且焊縫的工藝性能也制約了MIG弧焊電源控制系統(tǒng)的選擇與實現(xiàn)。針對上述問題，本文提出了一種有效解決協(xié)同控制困難問題的一體化雙弧脈沖MIG焊電源設計思想，并且進一步研究了雙弧脈沖MIG焊一體化電源的控制策略。
　　論文首先分析了雙電源控制系統(tǒng)的特點和實現(xiàn)方式，并且根據(jù)雙弧脈沖MIG

2、焊的特點和控制要求，提出了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的設計方案。通過一個DSP控制系統(tǒng)實現(xiàn)對主弧電路和旁弧電路的控制，解決雙電源控制系統(tǒng)結構復雜、協(xié)同困難的問題?；谌噍斎胝鳛V波電路、IGBT逆變電路、輸出整流濾波電路構建了主弧電路和旁弧電路。IGBT逆變電路是弧焊電源至關重要的一個環(huán)節(jié)，所以采用了可控的IGBT有限雙極性全橋式中頻軟開關逆變電路。同時，對主弧（旁?。╇娐分杏玫降脑M行了參數(shù)的計算和型號的選擇。
　　基于三

3、相輸入整流濾波電路、IGBT逆變電路、輸出整流濾波等電路搭建了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的主電路Simulink仿真模型，以及由PWM波形發(fā)生器、數(shù)字PID控制器、自適應模糊PID控制器等組成的控制系統(tǒng)仿真模型。通過數(shù)字PID控制器、自適應模糊PID控制器的仿真結果發(fā)現(xiàn)，后者的控制效果較好。同時，采用主弧電路、旁弧電路電流反饋的方式實現(xiàn)弧焊電源輸出電流恒定，利用主弧電路的電壓反饋方式來控制送絲機的送絲速率，從而保證弧長的穩(wěn)定。通過運行

4、Simulink模型仿真了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的焊接過程。
　　根據(jù)數(shù)字一體化的設計思路，進行了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的硬件電路和軟件程序設計。首先，在硬件方面設計了以DSP F2812為核心的數(shù)字一體化控制的最小系統(tǒng)，實現(xiàn)了主弧電路與旁弧電路電流波形占空比、相位之間的匹配。為了保證控制系統(tǒng)精確、穩(wěn)定、安全的工作，設計了電壓電流反饋控制電路、A/D保護及校正電路、過圧過流保護電路和過熱保護電路，以及IGBT驅動等電路