IGBT軟開關(guān)逆變CO-,2-焊接電源與短路信號的小波檢測研究.pdf

1、隨著電力電子器件的飛速發(fā)展及專用的DSP出現(xiàn)，IGBT式逆變焊接電源逐漸成為焊接電源的主導產(chǎn)品，并向高效化，數(shù)字化方向發(fā)展。為克服硬開關(guān)的損耗大，感性關(guān)斷電壓尖峰大，容性開通電流尖峰大等問題，軟開關(guān)技術(shù)的研究成為了熱點，并將逐步應(yīng)用于逆變焊接電源。將軟開關(guān)逆變電源應(yīng)用到CO<,2>氣體保護焊，充分發(fā)揮逆變電源控制性好的優(yōu)勢，對CO<,2>焊熔滴短路過渡電流電壓波形進行細微、嚴格控制，從而有望能使CO<,2>氣體保護焊接飛濺大的問題得到有

2、效的解決。精細控制就需要準確、可靠、及時檢測出焊接過程中短路與縮頸信號。本課題正是在此背景下，提出并完成IGBT軟開關(guān)逆變CO<,2>焊接電源主電路與短路信號的小波檢測研究。 首先，本文從總體設(shè)計的角度，選擇了FB-ZVSZCS-PWM電路作為軟開關(guān)逆變CO<,2>焊接電源的主電路。通過對其工作機理的分析，根據(jù)CO<,2>焊接電源的技術(shù)要求，設(shè)計、選擇了主電路中的功率元件。分析了可飽和電感(非線性電感)的工作機理，設(shè)計完成了測量

3、飽和電感非線性實驗。在上述基礎(chǔ)之上，推導了實現(xiàn)軟開關(guān)的邊界條件。初步確定了變壓器、IGBT、可飽和電感等核心元件的參數(shù)。 其次，應(yīng)用MATLAB軟件，構(gòu)建了可變電感模型和主電路仿真模型，進行了主電路系統(tǒng)的仿真，修正了各個元件的設(shè)計參數(shù)，仿真結(jié)果實現(xiàn)了主電路的ZCSZVS。依據(jù)這些參數(shù)搭建主電路進行試驗，根據(jù)實測的主電路超前臂和滯后臂上IGBT的驅(qū)動電壓波形、集電極和發(fā)射極電壓波形、滯后臂上的電流波形，說明主電路實現(xiàn)了ZVSZCS

4、，。同時研究了主電路中主要元件的參數(shù)對主電路軟開關(guān)工作過程的影響。 最后，針對目前波控CO<,2>氣體保護焊中存在的無法準確、可靠、及時的檢測到短路、縮頸信號的問題，采用基于DSP的小波分析方法來檢測CO<,2>焊短路信號，以提高信號檢測的準確性、可靠性和實時性。通過對小波分析算法的研究和采用MATLAB小波工具箱對實測CO<,2>焊接電弧電壓信號的輔助設(shè)計，選擇了對電弧電壓信號進行小波分析的最優(yōu)數(shù)字濾波器組，以此確定了實際焊接