逆變弧焊電源控制系統(tǒng)設(shè)計與建模.pdf

1、數(shù)字化逆變弧焊電源具有能夠柔性化控制、控制精度高、穩(wěn)定性強、一致性好、通用性強等優(yōu)點，近年來成為弧焊電源的主要發(fā)展方向。針對數(shù)字化逆變弧焊電源，性能良好的控制方案設(shè)計是弧焊電源穩(wěn)定、可靠工作的關(guān)鍵。通過比較與改進傳統(tǒng)控制策略，本文提出了一種帶電流前饋環(huán)節(jié)的峰值電流電壓雙閉環(huán)控制方案，并對電源系統(tǒng)硬件和軟件進行設(shè)計，通過仿真及實驗證明了本文提出的控制方案的有效性。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)提出了一種帶電流前饋環(huán)節(jié)的峰值電流

2、電壓雙閉環(huán)控制方案。電源空載狀態(tài)時，輸出電流為零，電流外環(huán)迅速飽和至限幅值，電壓內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)得到恒壓控制;電源開始引弧后，電流外環(huán)逐漸退出飽和，內(nèi)外環(huán)共同調(diào)節(jié)使輸出得到恒流控制。之后在考慮非理想情況下對系統(tǒng)建模，說明考慮非理想因素的必要性，及電流前饋補償能夠提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
　　(2)電源系統(tǒng)整體設(shè)計分為硬件和軟件設(shè)計兩個方面。硬件設(shè)計中主電路主要包括逆變電路拓撲選擇、大功率高頻變壓器設(shè)計、輸出濾波電感設(shè)計。控制電路主要對信號采樣

3、調(diào)理電路、IGBT驅(qū)動電路、保護電路的硬件進行設(shè)計。本文的軟件控制核心是DSP芯片TMS320F28335，重點講述和分析設(shè)計各模塊的配置和控制流程圖。
　　(3)在Matlab仿真環(huán)境下建立數(shù)字化逆變弧焊電源的系統(tǒng)模型，通過仿真和實驗分析驗證了本文提出的控制策略的有效性，該控制方案能夠及時調(diào)節(jié)變壓器原邊過電流、快速響應(yīng)系統(tǒng)不同狀態(tài)間的切換、對負載變化具有很強的適應(yīng)性，并保證電源穩(wěn)態(tài)工作時與給定無誤差。其適用于對輸出電流的調(diào)節(jié)速度