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(lái)完成。由于雙電源控制方式存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)同控制困難、體積過(guò)大等問(wèn)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(shí)現(xiàn)。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種有效解決協(xié)同控制困難問(wèn)題的一體化雙弧脈沖MIG焊電源設(shè)計(jì)思想，并且進(jìn)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(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方式，并且根據(jù)雙弧脈沖MIG

2、焊的特點(diǎn)和控制要求，提出了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)一個(gè)DSP控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)主弧電路和旁弧電路的控制，解決雙電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)同困難的問(wèn)題?；谌噍斎胝鳛V波電路、IGBT逆變電路、輸出整流濾波電路構(gòu)建了主弧電路和旁弧電路。IGBT逆變電路是弧焊電源至關(guān)重要的一個(gè)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(kāi)關(guān)逆變電路。同時(shí)，對(duì)主弧（旁?。╇娐分杏玫降脑M(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算和型號(hào)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(yīng)模糊PID控制器等組成的控制系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)數(shù)字PID控制器、自適應(yīng)模糊PID控制器的仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后者的控制效果較好。同時(shí)，采用主弧電路、旁弧電路電流反饋的方式實(shí)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(lái)控制送絲機(jī)的送絲速率，從而保證弧長(zhǎng)的穩(wěn)定。通過(guò)運(yùn)行

4、Simulink模型仿真了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的焊接過(guò)程。
　　根據(jù)數(shù)字一體化的設(shè)計(jì)思路，進(jìn)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(shè)計(jì)。首先，在硬件方面設(shè)計(jì)了以DSP F2812為核心的數(shù)字一體化控制的最小系統(tǒng)，實(shí)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(shè)計(jì)了電壓電流反饋控制電路、A/D保護(hù)及校正電路、過(guò)圧過(guò)流保護(hù)電路和過(guò)熱保護(hù)電路，以及IGBT驅(qū)動(dòng)等電路